[发明专利]机器状态监控方法和机器状态监控系统

说明书

用于电机(2)的状态监控的方法，其中，在所限定的频率范围((f1、f2)、(f3、f4))内，例如在电流幅度(I(f，t))的频谱图(100、101))中求出频率位置(fsubgt;L/subgt;、f'subgt;L/subgt;)，使得在所述频率位置(fsubgt;L/subgt;、f'subgt;L/subgt;)中电流幅度(I(f，t))最大，并且在电流与电压矢量(Psubgt;ul/subgt;(f，t))之间或者在两个电流矢量(Pαβ(f，t))之间的相位关系处于预先确定的区间内，其中，所求出的频率位置(fsubgt;L/subgt;、f'subgt;L/subgt;)对于所述电机(2)的状态是特征性的。

技术领域

本发明涉及一种方法、优选一种计算机实现的方法、以及一种用于电机的状态监控的系统。

此外，本发明涉及一种具有用于实施前述方法的指令的计算机程序代码。

此外，本发明涉及一种数据载体信号，该数据载体信号传输前述的计算机程序代码。

背景技术

在电机的监控中，所谓的电流特征分析(英语“马达电流特征分析(Motor CurrentSignature Analysis)”，MCSA)被用作为可行的状态监控(CM)工具并且在现有技术中是众所周知的(参见D.“Brief Review of Motor Current Signature Analysis”CrSNDT Journal，第5期，第14-26页(2015)；H.W.Penrose，“Practical Motor CurrentSignature Analysis:Taking the Mystery Out of MCSA”，ALL-TEST Pro(2003)；C.Kar和AR Mohanty，“Monitoring gear vibrations through motor current signatureanalysis and wavelet transform”，Mechanical Systems and Signal Processing，第20卷，第1期，2006年1月，第158-187页)。

在MCSA中例如应用傅里叶变换(EFT)，以便在频率范围中探测或量化电机的故障状态和/或运行状态。传统的MCSA在此在准稳态的情况下应用，也就是说名义上恒定的转速的情况下应用。MCSA的扩展表示使用短时FFT或小波的分析，以便以时间分辨的方式分析过程。

补充于MCSA，电压的频谱分量(MVSA)也可用于运行状态监控(参见Kumar,K.(2011),“A Review of Voltage and Current Signature Diagnosis in IndustrialDrives”,International Journal of Power Electronics and Drive Systems(IJPEDS).1.10.11591/ijpeds.v1i1.64)。

在此，在三相马达的情况下，检测驱动技术的三个电相位(R，S，T)。测量器件除了测量电流I外也测量相位的电压U。以高采样频率并且尽可能时间同步地进行测量。

MCSA的目的是尽可能精确地求出异步电机(ASM)的转差率。如果负载状态即使仅轻微地改变，则ASM调整转速来作出反应。准确确定转差率的可行性通过所谓的主槽谐波(PSH)的频率确定来实现。为此，能够在检测的电流的一个或多个电相位(R，S，T)中相应地评估作为转子条数R、极对数p和转差率S的函数的PSH频率f_PSH(f_PSH＝func(R，p，s))。在此的问题是，与馈电电流(A(f0))的幅度相比，在电网馈电频率f0(通常50Hz或60Hz)外的幅度表现为非常小1e-2*A(f0)。在PSH的频率范围中所检测的电流幅度能够变得非常小，并且根据评估的所需时间分辨率而具有噪声和干扰，噪声和干扰可能处于用于转差率识别的待求出的幅度的范围内。因此，利用PSH的动态转差率识别容易受到干扰并且因此太不精确。此外，干扰能够是供电网络中的其他用电器的电网电压分量。