[实用新型]调频变速箱的状态监测与故障诊断采集系统

说明书

本实用新型公开了一种调频变速箱的状态监测与故障诊断采集系统，包括加速度传感器、转速传感器、数据采集卡和PC机；所述的加速度传感器和转速传感器分别通过数据线经数据采集卡连接到PC机上。本实用新型实现了对速度、加速度信号的同步采集，能够在PC机上实时显示变速箱测点的转速，以及轴向和径向两个相互垂直方向的振动加速度信息，得到时域波形、频域分析等图谱，形成诊断报告。并且，通过对调频变速箱三个测点的信号进行分析，能够更加准确的获得其运行状态报告，从而更有利于诊断其是否出现故障以及判别故障类型。能够判断出很多调频变速箱故障信息类型，本实用新型能够多方面的进行检测分析。

技术领域

本实用新型涉及一种调频变速箱，特别是一种变速箱的状态监测与故障诊断采集技术。

背景技术

随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展,交流调速技术得到不断的完善和提高,逐步完善的变频器以其良好的输出波形、优异的性能价格比在交流电机上得到广泛应用。例如:钢厂用于轧钢的大型电动机和中、小型辊道电动机、铁路及城市轨道交通用牵引电机、电梯电机、集装箱起吊设备用起重电机、水泵和风机用电机、压缩机、家用电器用电机等都相继使用交流调频变速箱,并取得了良好效果。

由于科学技术的进步，机械工业自动化程度也随之越来越高，先进的设备采用了大量的高新技术，因此，对这些设备的安全性和可靠性则具有严格的要求。随之，对此类大型旋转机械设备的监测与诊断技术应运而生。故障诊断技术与当代最新的传感技术、最新的信号处理技术、非线性原理和方法的相互融合，将虚拟现实技术与实际应用密切结合，从而促进了监测与诊断技术的飞速发展。自60年代以来，国内外对此类技术的研究也取得了一定的成绩。比较有名的例如丹麦B&K公司研发的2500系统和3540系统、美国BENTLY公司研发的ADRE系统、美国WHEC系统、日本三菱MHM系统以及意大利的SMAV 监测系统。并且已为国内企业例如宝钢、渤海油田、大连石化等均配备了大型旋转机组监测保护系统。在国内，此类监测技术的发展起步于80年代中期，虽然晚于其他国家，但是发展迅速。目前已经开发出一系列监测及故障诊断系统，例如“20万千瓦的汽车发电机组振动监测与故障诊断采集系统2HX-10”、“汽轮机发电机组诊断系统”等。

此类监测与诊断技术的发展，能够避免一些不必要的经济损失和恶性事件的发生，从而降低机器的故障发生率，减少维修费用和维修周期，以达到提高经济效益的目的。因此，这种监测和诊断机制对机械设备的安全性、可靠性以及经济效益的提高就有了很大的意义。

目前可用于调频变速箱进行状态监测和故障诊断的技术方案主要有以下几种:

1、采用单片机芯片与以太网相结合的方法实现。主要是采用多个单片机系统分别对振动信号和转速信号进行采集，通过RS-232连接到上位机，以计算机作为上位机进行分析处理。

2、在1992年，正式给用户使用的丹麦B&K3540系统，既可以在线监测，也可以进行离线监测。在线监测过程中，振动信号监测仪2520将在线实时采集的数据发送到振动中心工作站，二者可通过RS-232、局域网或电话线进行连接；在离线监测时，采用B&K便携式数据采集仪，把采集到的数据收回至工作站。在该系统中，所有的分析过程均在上位机实现，下位机主要完成实时数据的采集。

3、中国浙江大学监测技术与智能仪器研究所研发的CMD-3系统，通过 RS-232将上位机与前置机连接进行数据通信。前置机的组成是一个主从计算机式的微型计算机系统，主要完成数据的采集和部分监测，一分钟采集一次参数和振动波形数据，能够独立工作，并且在上位机进行数据分析。

现有技术存在的问题如下：

1、采用单片机和以太网结合的方案，由于采用传统的单片机芯片，导致系统只能实现一些简单数字信号处理和控制。又因为单片机总线结构较为简单和处理能力较弱的制约，导致单片机不能满足系统对复杂度和实时性的要求，同时也不利于大量的数字信号处理和系统的独立运行。