電機故障診斷技術研究現狀與發展趨勢

王震宇

摘要：隨著科技水平的不斷進步，電機已被廣泛應用到生產生活的各個領域。作為機械設備的動力源，可以將電能轉換為可用的機械能，從而保證機械設備的正常運轉。但電機一旦運轉時間過長，負荷壓力過大，再加上各種外部環境因素的影響，很容易出現故障問題。如果不能及時的進行判斷和處理，就會使電機無法正常運轉，甚至造成電機的損壞，而給企業帶來無法估量的損失。所以電機故障診斷技術是非常重要的，它是確保電機正常、可靠運轉的基礎。通過對電機故障診斷原理進行分析，來研究電機故障診斷技術及發展趨勢。

關鍵詞：機電；故障診斷技術；現狀研究；發展趨勢

引言

電機由于日夜不斷的高速運轉，加之技術工作者的不當操作使得電機時不時地發生故障。有效降低電機故障的次數，是當今企業發展以及工人的發展所面臨的一項挑戰。本文結合具體工作經驗，對電機故障產生原因進行一個具體的分析研究。

1電機常見故障

1.1電機軟啟動器故障

主要表現在設備不能正常啟動，檢查后沒有發現導致故障的外部原因。用電筆測量中間繼電器的線圈發現兩個接線端都不亮；用電筆檢查發現軟啟動器9號端子有電；10號端子無電。據此判斷軟啟動器旁路繼電器9-10號節點不閉合，導致設備不能正常工作。通過分析該電機的控制原理圖（如圖1所示），發現該軟啟動器內部旁路繼電器的輸出節點控制的是JZ7-44型中間繼電器的線圈，繼電器的輸出節點不通引起JZ7-44型中間繼電器不吸合，最終導致旁路接觸器不能吸合。

2電機振動故障

隨著科學技術的進步發展，由于電機可以作為原動機帶動機械生產，電機被廣泛運用于各行各業之中。電機在實際的運作中，經常會有振動現象的出現，這種振動會加速電機及其相關機械的老化和損壞。現實生活中，電機振動導致其毀壞所帶來的經濟損失是不容忽視的。因此，對于電機振動的起因要做詳細的分析，然后對癥下藥，提出具體的解決方案和防范措施。處理電機的振動要運用科學合理的方法和相關技術。具體的電機振動原因都是錯綜復雜的，對于電機的進一步分析和處理提出了更高的要求。因此，對于電機的振動故障處理，要做到思路明確、從源頭出發，找出其振動的產生根源，再對癥下藥，最大限度的降低由于振動所帶來的毀壞損失。一、電機振動帶來的危害振動是眾多機械設備運行時所產生的一個普遍現象，一般的機械都有振動的現象，電機也不例外，在其實際運作時也會產生各種各樣的振動。在有關工作人員的詳細了解與分析之下，歸納出了電機振動帶來的幾大危害：（1）振動隨著時間的延長會損耗一定的能量從而影響其工作效率；（2）振動對于軸承的磨損，很大程度上會降低其使用壽命；（3）振動導致的摩擦會使得電機的部分零件出現彎曲或是斷裂；（4）振動也會使得電機端部的線松動，線組相互碰撞最終導致電阻絕緣；（5）振動引起的零部件的松動會影響其他機械的正常使用。

3電機故障診斷技術

3.1軟啟動故障診斷

由于沒有備用軟啟動器，為了不影響企業的正常生產，決定用一個JS114P型時間繼電器的延時閉合接點來代替電機軟啟動器的內部繼電器接點，使旁路接觸器在啟動結束后正常吸合，將電機軟啟動器從供電系統中切除。此外，為了防止外部電氣元件如中間繼電器線圈短路導致軟啟動器7-8接點損壞，在2kA的線圈回路增加一個熔斷器FU2，其內部選擇安裝額定電流為1A的熔體，使軟啟動器的內部繼電器受到FU1和FU2兩個熔斷器的雙重保護。按上述思路改變接線，再次啟動電機，旁路接觸器能正常吸合。按下停止按鈕，電動機能正常停機。這說明用時間繼電器來代替內部繼電器是可行的方案，其控制原理如圖2所示。

3.2電機振動故障

3.2.1電機機座振動的主要原因及處理方法

電機機座在實際運用中產生振動的主要有以下兩方面：（1）振動產生大量的激振力；（2）電磁振動所帶來的機座振動。有關工作人員在對其進行詳細的了解分析之后，得出結論：軸承座位置的設置對于機座的振動影響也較大，其位置的高低、平整與否會在一定程度上影響軸承帶來的振動。減少機座振動的方法：（1）在鐵心與機座之間的連接設置成一種靈活多變的彈性構件，利用這種原理來堅強振動對機座的影響程度；（2）合理控制機座本來的振動頻率。

3.2.2轉子不平衡產生的振動及處理方法

由于轉子的不平衡狀態造成的電機振動有以下三種情況：（1）靜不平衡，離心力在支座上產生的振動；（2）動不平衡，離心力偶對支座產生相反的反作用力；（3）混合不平衡，電機實際運行時的一種常見狀態。混合不平衡是動靜不平衡時產生的作用力，綜合作用在支座上產生的振動。處理轉子不平衡振動的方法有：（1）運用動平衡檢驗的基本原理來解決，通過轉子不平衡轉動時，離心力導致產生的振動找出其具體的不平衡的位置以及不平衡的大小，然后通過加減重量的方式來使其消除；（2）而轉子質量所引起的振動，需要提前做好有關平衡試驗準備。在實際運行操作過程中，必要情況下，可以運用測振平衡議對轉子進行一個平衡試驗，最大限度的降低由于轉子質量造成的不平衡。

4電機故障診斷技術研究現狀與發展趨勢

我國的電機故障診斷研究起步較晚，目前雖然已具有了很多試驗性方法，但由于受到技術上的限制，再加上操作過于復雜，測量結果也不夠準確，而未取得明顯的進展。直到近些年，隨著我國經濟的飛速發展及科學技術的快速進步，對電機故障診斷技術的研究也獲得了迅猛發展。除了解析模型法，有關信號處理和專家理論的故障診斷方法也得到了很多的研究。不過，許多方法仍是局限在有關電機穩態運行的故障問題診斷，對于開啟、加速等動態狀況下的診斷仍顯不足，還需予以足夠重視。其中，信號處理中的熱點小波技術，有著較好的局部化特征，可準確的獲取到瞬變信號的特性，因此可以應用于動態數據的分析中。此外，專家知識理論的神經網絡有著自學習、并行處理的能力，可以用于處理、分析非線性的故障問題等。

通過上述分析可以發現，電機的故障診斷表現出復雜性的特點，而且很多方法都有其不足之處。除此之外，多數的研究都需要由實驗過程得到盡可能完整的數據，但在實際中遇到的情況，數據不可能是完整的，這就大大影響了故障診斷的最終質量。所以說，只是運用一種理論、一種技術進行故障診斷，很難實現診斷過程的快速性與準確性，因此要將各種技術有機的結合起來，實現理論的交叉融合。而且近年來隨著信息技術、人工智能技術以及各種高性能算法的發展，使人們可以實現更加準確地故障診斷與處理。通過上述分析表明，電機故障的診斷需要將多種理論、方法結合起來和各取所長，才能實現故障的高效診斷，這也是故障診斷技術的重要發展趨勢。

結束語

總的來說，隨著我國經濟的飛速發展，電機被廣泛的應用到各個行業與領域，但在電機的應用過程中，一旦保持長時間的不間斷運行，或是負荷壓力過大，以及受到各種外部因素的影響，都會引發各種故障問題。如果不能及時的加以處理，就會使電機無法正常運轉，甚至帶來嚴重的安全隱患，而給企業造成難以估量的重大損失。

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