[发明专利]电机故障监测装置、驱动电机系统和电机故障监测方法

权利要求书

1.一种电机故障监测装置(10、10')，用于监测油田作业的驱动电机的故障，其特征在于，包括：

信号采集模块(1、1')，其被构造为采集所述驱动电机的运行数据，其中，所述信号采集模块(1、1')包括振动信号采集单元(11、11')和/或电信号采集单元(12、12')，所述振动信号采集单元(11、11')包括一个或多个振动传感器，用于检测所述驱动电机的待检测部件的横向振动和/或竖向振动，和/或，所述电信号采集单元(12、12')包括电压传感器和电流传感器，用于检测所述驱动电机的电压和电流；

数据存储模块(2、2')，其中存储有所述驱动电机正常运行时的正常运行数据频谱库(21、21')；以及

信号分析模块(3、3')，其中，所述信号分析模块(3、3')提取出采集的运行数据的采集运行数据频谱，并且比较所述采集运行数据频谱与所述正常运行数据频谱库中对应的正常运行数据频谱的相似度，判断所述相似度是否低于预先确定的阈值，并且当在所述相似度低于所述预先确定的阈值的情况下，判断出所述驱动电机存在故障的结果。

2.按照权利要求1所述的电机故障监测装置(10')，其特征在于，所述数据存储模块(2')中还存储有所述驱动电机在不同故障类型下运行的故障频谱库(22')，并且所述电机故障监测装置(10')还包括故障诊断模块(4')，其中，在所述信号分析模块(3')判断出所述驱动电机存在故障的情况下，所述故障诊断模块(4')比较所述采集运行数据频谱与所述故障频谱库中的故障频谱，并且诊断出所述驱动电机的故障类型。

3.按照权利要求2所述的电机故障监测装置(10')，其特征在于，用所述驱动电机的运行数据和/或采集运行数据频谱来更新所述数据存储模块(2、2')。

4.按照权利要求3所述的电机故障监测装置(10')，其特征在于，所述数据存储模块(2、2')在所述驱动电机没有故障的情况下利用所述采集运行数据频谱扩充所述正常运行数据频谱库，以及在所述驱动电机存在故障的情况下利用所述采集运行数据频谱扩充所述故障频谱库。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的电机故障监测装置(10、10')，其特征在于，所述电机故障监测装置(10、10')具有报警机构，其中，所述报警机构在所述电机故障监测装置(10、10')判断出所述驱动电机故障的情况下发出故障警报。

6.按照权利要求1所述的电机故障监测装置(10、10')，其特征在于，所述待检测部件包括驱动电机的轴承和底座。

7.驱动电机系统，包括：驱动电机、用于调整驱动电机输入电流的变频器和控制器，其特征在于，还包括按照权利要求1至6中任一项所述的电机故障监测装置(10、10')，其中，所述控制器基于所述电机故障监测装置(10、10')的诊断结果控制所述变频器调整驱动电机的输入电流。

8.按照权利要求7所述的驱动电机系统，其特征在于，对于所述驱动电机的电信号，所述控制器在所述变频器和所述电机故障监测装置(10、10')任一监测到所述驱动电机故障的情况下，控制所述变频器切断所述驱动电机的输入电流。

9.一种电机故障监测方法，用于监测油田作业的驱动电机的故障，其特征在于，包括以下步骤：

采集所述驱动电机的运行数据，其中，所述运行数据包括所述驱动电机的待检测部件的横向振动和/或竖向振动信号，和/或，所述驱动电机的电压和电流信号(S101、S201)；

提取出采集的运行数据的采集运行数据频谱(S102、S202)；以及

比较所述采集运行数据频谱与先前存储的、所述驱动电机的正常运行数据频谱库中对应的正常运行数据频谱的相似度，并且在所述相似度低于预先确定的阈值的情况下，判断出所述驱动电机存在故障(S103、S203)。