[发明专利]一种电机在线诊断系统和方法

说明书

本发明具体涉及一种电机在线诊断系统，包括信号采集系统、信号处理系统和状态评价系统；所述信号采集系统用于采集电机的工作电压和工作电流信号，并形成信号包文件发送信号处理系统；所述信号处理系统用于识别、读取和处理信号包文件中的故障特征信号文件，形成数据文件，建立数据库；所述状态评价系统用于对数据库文件进行进一步分析计算，得到电机故障成份幅值、频率和相位，并将电机故障成份幅值、频率和相位与电机的历史故障成份对应值进行比较，判断电机的健康状态，得出评价结果。本发明提供的电机在线诊断系统，能够精准、有效的预测电机将康状态。

技术领域

本发明涉及电机运维技术领域，特别是涉及一种电机在线诊断系统和方法。

背景技术

传统电机维修策略：基于继电保护为后盾，以预防性维修为主，缺陷性维修为辅。多年来，尽管按照相关标准严格执行预防性维修，但因电机的制造标准及运行环境的差异，还是导致电机故障不断。这种维修策略的典型不足：①以时间为依据：检查与维护时间与项目固定；②维修不足：超期维修增加了设备损坏的机率；③维修过度：维修活动带来风险和浪费；④计划性差；⑤故障损失大。

部分企业对于价值较大的电机开始考虑预测性维修方案。例如增加工程师的日常巡检任务或增加侵入式在线状态监测探头。这种安装大量的专用信号采集探头或变送器等侵入式监测方式，可以实现对设备及环境诸多状态的实时监测。这些探头需要安装在电机绕组、轴承或附件结构上，势必会对电机带来一些附加的影响。例如：一方面，容易影响电机紧凑的结构或刚性；另一方面，还可能因恶劣的环境影响采集信号的精度或采集装置的正常运行，从而影响对电机的监测效果。此外，这些信号采集装置必须安装在电机就地，对于不可达区域的电机，这些信号采集探头将因恶劣的环境无法把采集的信号准确可靠地传递到分析设备上。

发明内容

基于此，有必要针对现有在线电机在线维修不能实现精准、有效的预测电机健康状态的问题，提供一种电机在线诊断系统和方法，该系统和方法精准、有效的预测电机健康状态，提升电机的运维策略。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电机在线诊断系统，包括信号采集系统、信号处理系统和状态评价系统；

所述信号采集系统用于采集电机的工作电压和工作电流信号，并形成信号包文件发送信号处理系统；

所述信号处理系统用于识别、读取和处理信号包文件中的故障特征信号文件，形成数据文件，建立数据库；

所述状态评价系统用于对数据库文件进行进一步分析计算，得到电机故障波形成份幅值、频率和相位，并将电机故障波形成份幅值、频率和相位与电机的历史故障成份对应值进行比较，判断电机的健康状态，得出评价结果。

进一步地，所述信号采集系统与电机传统继电保护回路电缆连接，采集电机的工作电压和工作电流信号。

进一步地，所述信号处理系统处理信号包文件中的故障特征信号文件包括数字显示、波形显示、FFT分析、小波分析、基波频谱分析、分贝分析、存储、采样率调整。

进一步地，所述电机故障特征信号包括三相瞬时功率平均值p₃(t)、电机转子故障的特征频率和电机定子绕组故障的负序分量。

进一步地，所述p₃(t)根据如下公式计算得到：

式中，u_AB、u_BC、u_CA为电机的线电压，根据电机的工作电压u_a、u_b、u_c计算得到；i_A、i_B、i_C为电机的线电流，根据电机的工作电流i_a、i_b、i_c计算得到。