[实用新型]基于频谱分析的交流异步电机在线监测诊断系统

说明书

本实用新型公开了一种基于频谱分析的交流异步电机在线监测诊断系统，本系统包括电机控制回路、电机控制器、连接电机控制回路的电压互感器和电流互感器，振动传感器设于电机轴承端并且输出信号传输至振动信号采集模块，温度传感器设于电机轴承端和绕组端并且输出信号传输至温度信号采集模块，电压互感器和电流互感器输出信号传输至电气信号采集模块，电气信号采集模块、振动信号采集模块、温度信号采集模块和电机控制器与监测诊断分析模块之间通过网络通讯连接。本系统实时采集电机负载电压、电流、振动以及温度信号，通过频谱分析，实现电机故障的趋势和定位诊断分析，并进行在线实时预警，有效减少电机故障率，确保生产系统的安全正常运行。

技术领域

本实用新型涉及电气设备监测诊断领域，尤其涉及一种基于频谱分析的交流异步电机在线监测诊断系统。

背景技术

随着现代工业技术的发展和设备制造水平的提高，生产系统中采用的电机数量不断增加，单机容量也不断提高。鼠笼式异步电机作为设备的主要传动元件和执行元件，其正常运行对保证生产制造过程的安全、高效、优质及低耗运行意义十分重大，其故障不仅会损坏电机本身，而且会影响整个生产系统，甚至危及人身安全，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。

对生产系统中重要的异步电机进行状态监测及诊断，可以有效地降低电机故障率，减少突发事故造成的停产损失，降低维修成本，防止对人员和设备的安全隐患，并为实现状态检修创造条件：也可为电机设计和制造者提供经验和数据积累，并提供改进电机性能及可靠性的重要信息。因此分析异步电机在故障情况下的行为特征并作出诊断，对保证生产系统安全可靠运行、有针对性地减少电机故障率都是十分必要的。

目前，大多异步电机的保护功能主要是由继电保护系统实现，其在电机控制回路接入CT和/或PT检测电机负载电压、电流值，通过4～20mA的模拟量信号接入PLC控制器等控制系统，控制系统对电机负载电压、电流的有效值进行趋势分析，该方式采集的信号为有效值信号，对于频谱分析而言不适用。因此往往当电机继电保护系统动作时故障已经发生，这是因为传统的电机保护没有预防故障和早期发现故障的功能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于频谱分析的交流异步电机在线监测诊断系统，本系统克服传统电机保护的缺陷，实时采集电机负载电压、电流、振动以及温度信号，通过频谱分析，实现电机典型电气、机械故障的趋势和定位诊断分析，并进行在线实时预警，有效减少电机故障率，确保生产系统的安全正常运行。

为解决上述技术问题，本实用新型基于频谱分析的交流异步电机在线监测诊断系统包括电机控制回路、电机控制器、连接电机控制回路的电压互感器和电流互感器，还包括振动传感器、温度传感器、电气信号采集模块、振动信号采集模块、温度信号采集模块和监测诊断分析模块，所述振动传感器设于电机轴承端并且输出信号传输至所述振动信号采集模块，所述温度传感器设于电机轴承端和绕组端并且输出信号传输至所述温度信号采集模块，所述电压互感器和电流互感器输出信号传输至所述电气信号采集模块，所述电气信号采集模块、振动信号采集模块、温度信号采集模块和电机控制器与监测诊断分析模块之间通过网络通讯连接。

进一步，本系统还包括移动智能终端，所述移动智能终端与监测诊断分析模块之间通过无线网络通讯连接。

进一步，所述振动信号采集模块内置高通滤波回路、带通滤波回路和振动阈值报警单元，所述振动传感器传输的信号经所述高通滤波回路和带通滤波回路传输至监测诊断分析模块，当所述振动传感器传输的信号大于振动阈值时，所述振动阈值报警单元输出报警信号。

进一步，所述温度传感器是PT100铂热电阻，所述电机控制器是可编程逻辑控制器。

进一步，所述监测诊断分析模块包括频谱分析单元，所述频谱分析单元对电流互感器采集的电流信号和振动传感器采集的振动信号进行傅里叶变换，提取电流信号和振动信号的基频和倍频信息，对故障频率特征进行搜索，作出电机故障识别。