電梯驅動主機振動檢測分析系統的研制

馬壯

沈陽特種設備檢測研究院 遼寧沈陽 110000

1 應用價值

如今，各個檢測研究院在日常工作中對于電梯噪聲的投訴問題比較常見，現階段各檢驗機構對于現場噪聲大小的測量只通過配置聲級機來進行，并沒有配置相應的分析設備，所以，即便檢驗人員在現場測量的噪聲值超出了國家標準要求，并且能夠快速判斷出噪聲是驅動主機所發出的，但是，也不能準確判斷產生振動和噪聲的原因，也無法給出相應的解決方案。即使是電梯的設計和制造工藝已經很成熟，但是，由于加工工藝不同，盡管是統一批次的電梯，個別電梯的驅動主機也有可能產生異常的振動和噪聲。為了能夠盡可能避免電梯事故的出現，不僅要求制造廠家使用嚴謹的設計工藝，同時還需要做好日常的電梯維護保養工作。使用驅動主機振動檢測分析系統，能夠快速判斷出存在于驅動主機內部故障而引起的噪聲和導致振動現象出現的主要原因，這樣一來就能夠為維修人員在出現電梯事故之前開展維修處理工作提供便利，從而盡可能減少判斷噪聲和振動故障的時間，為乘客的安全提供可靠的保障[1]。

2 電梯驅動主機振動檢測分析系統概述

在感應電動機驅動系統中使用驅動主機振動檢測系統，能夠檢測出變速箱中的故障，頻譜分析則可以用在非恒定條件下附載的參數檢測中，這種分析方法的使用能夠在沒有參考體系的條件下進行，具有很好的實用性。在開展輸電線路架空張力檢測工作中，使用頻譜分析方法能夠替代傳統的輸電線路張力監測方法，可以借助傳感器將導線的振動信號傳輸回來，并且對其進行準確分析。基于噪聲的普通諧波頻率、噪聲的頻譜等，借助頻譜分析可以判斷出噪聲的產生原因，判定其是否是由永磁同步電機的諧波而引起的。然而，在風機齒輪箱振動信號檢測、電動車檢測、汽車減速器以及木材加工機械故障診斷中，階次分析已經成為了一種不必可少的方法。對電梯驅動主機振動檢測系統的分析，能夠快速得知驅動主機的工作狀態。不管是電梯驅動主機的局部振動還是整體振動，甚至還是電梯曳引機中的滾動軸承的振動，以歸納推力分類的方法都能夠快找出其中存在的原因，并且能夠通過使用多線程技術和C語言的高效性進行并行處理，實現同步采集與處理，這種方法的使用不會出現系統的延遲和數據的丟失。由于僅僅借助頻譜分析方法不能準確找出引發診斷故障的原因，因此，人們又提出了新的機遇信息融合分析的檢測方法。面對故障特征頻率容易被基波頻率淹沒的問題，機遇瞬時功率譜的方法隨之產生，這種方法的使用不僅能夠突出故障的特征頻率，同時還能夠消除基波頻率產生的影響[2]。

3 電梯驅動主機振動檢測分析系統的研制

本系統采用的硬件部分為振動傳感器，數據采集系統，振動傳感器安裝在驅動主機上進行測量。通過對汽車電機的噪聲和振動特性的分析，可以表明電機的振動信號完全可以作為判斷電機噪聲是否符合條件的因素之一。根據從驅動主機上采集的振動信號，利用幅譜分析、功率譜分析、分數倍頻程分析、自相關分析、互相關分析等。根據數據的采集，后期的分析，找出產生噪聲和振動的原因，特別是老舊電梯的維修與改造提供專業意見，以期達到快速、準確、高效和穩定的檢測目的。

4 實驗驗證

實驗研究內容包含以下幾個方面：①通過對電梯制造的電梯進行振動信號的采集，并且利用快速傅里葉變換、頻譜分析、階次分析對電梯的運行狀況的頻譜進行觀察，從而總結出健康電梯的運行狀況。②對電梯制造廠的電梯驅動主機模擬進行設置故障的試驗，采集數據。并利用上述的檢測分析方法，進行初步的檢測和分析診斷。將診斷的結果與模擬設置的故障進行對比，從而積累產生噪聲和振動的原因和檢測結果之間的關聯性。③建立電梯健康狀態檢測標準，并利用從電梯上檢測到的振動信號用于診斷電梯的運行故障。④開發電梯驅動主機振動的檢測分析系統，并對在用各式電梯尤其是老舊電梯進行故障檢測和分析，實現驅動主機故障的提前診斷和即時分析。本項目擬采用“故障機理-檢測方法-檢測標準-系統開發-現場驗證”的研究方法，針對電梯驅動主機振動的檢測和分析以及實現老舊電梯健康狀態檢測分析的需要而提出的創新的解決方案，以現場檢測和分析為最高目標，將理論與實踐相結合，建立適用于各式電梯，特別是老舊電梯的健康狀態綜合評價體系，研制驅動主機振動檢測分析系統，實現電梯驅動主機振動故障診斷[3]。

具體的研究開發過程安排如下：①通過理論與實際調研相結合來分析電梯產生噪聲和振動的原因，以及發生故障的部件的概率。②對電梯廠的電梯進行模擬設置驅動主機噪聲和振動的故障，進行采集信號，利用快速傅里葉變換、頻譜分析、階次分析結合的分析方法對電梯健康狀態評價標準進行分析驗證。

5 結語

總而言之，本文對電梯驅動主機產生的振動和異常噪聲展開了探討，就故障位置以及引發故障的原因進行分析，并且在此基礎之上提出了相應的解決措施，隔出了產生電梯驅動主機振動故障的特征值，以此來為滿足預期設計要求提供可靠的保障。