电流频谱分析在电动机故障诊断中的应用.pdf

维普资讯 技术交流 j 诊断技术 文章编号：1671—0711(2007)12—0052—03 电流频谱分析在电动机故障诊断中的应用 杨 勇 (中国石化集团中原油田生产管理处，河南 濮阳 457001) 摘 要：中原油田采用电流信号调理技术，在不影响运行的条件下，对电动机的电流信号进行频谱分析 ， 可对转子损坏、机械不对中和不平衡 、基础松动、静态和动态偏心、铁芯损坏、绕组松动、匝问短路和 轴承故障等典型机械故障做出准确诊断。 关键词：电动机；电流信号；频谱分析；故障诊断 中图分类号：TM935．21 文献标识码：B 早在20世纪70年代，出于可靠性需要，美国开 1．信号采集 始对核反应堆内部的电动机实施状态监测 。研究表 利用MCM (MotorConditionMonitor) 电动机状 明，电动机的电流总是被其内部的故障状态所影响 态监测仪，将传感器与电动机输入电流连接，采集 或调制 ，之后研制开发出了新的电流信号调理技 出电动机的电流信号，通过终端计算机的专家系统 术，用于对电流信号进行分析、过滤和处理，从而 软件进行 自动信号调理，从而可识别各种故障。 为最终确定故障性质提供依据。 2．频谱分析故障特征 一 、 技术原理 (1)转子断条。在电流频谱中，电动机极通过 理想的电动机电流信号是一个纯50Hz正弦波， 频率PPF (滑差x极数)表现为工频的边带，在FL+ 在频谱上应当只有一个峰值存在。但实际上，电动 删 可看到峰值。工频峰值和极通过频率边带峰 机的信号频谱中往往有很多峰值，包括工频及其谐 值的幅值差是转子条的状态指标。研究表明该差大 波。某些谐波随电源而来，一般不太重要，重要的 于60dB表明转子条状态为优 (见图1)。 是由于各种机械和电气故障，导致电动机内部磁通 0 分布发生变化而产生的谐波。这些谐波是一些中间 谐波，标准的谐波分析仪无法检测到。由于电动机 — 20 故障产生的谐波只在电流频谱中出现，而电压谐波 笔 中没有，因此从电流和电压的频谱比较中可以很容 电压 (V) 易区分。 一 6o 电流 (A) 二、现场应用 一 80 经过30多年的开发，中原油 田已进入三次采油 5()0 Hz 。 。 。 阶段，提供气驱和水驱动力的天然气压缩机组和高 电动机严重断条的典型频谱 压注水泵机组在原油生产中扮演着重要角色，一旦 发生突发性停机事故，将会造成巨大的经济损失。 随着转子条的劣化 (即存在高阻接点或裂纹 2006年，中原油田引进电流频谱分析技术，分 开始产生)，转子阻抗升高，从而尸尸飕 流升高 ， 别在文东气举站、濮二联合站开展了电动机状态监 导致电流频谱的 值增加。48dB的差值指示高 测与故障诊断的试点工作。 阻接点的存在，35dB将指示多个断