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基于BP网的异步电机故障诊断方法

基于BP网的异步电机故障诊断方法
基于BP网的异步电机故障诊断方法

第30卷 第2期1998年6月西安建筑科技大学学报

J.Xi’an U niv.of Arch.&T ech.

V ol.30 N o.2

Jun.1998

基于BP网的异步电机故障诊断方法

董建园 段志善

(西安建筑科技大学机械工程系,西安,710055;第一作者男,26岁,硕士)

摘 要 在对异步电机三类典型故障机理的分析基础之上,提出了基于BP网的诊断方法,建立了适宜于异步电机故障诊断的网络模型和电气故障模板,开发出基于BP网的电机故障诊断软件.

关键词 BP网;故障机理;故障模板;诊断方法

中图分类号 T P391

The diagnostic method of a synchronous motor

based on the BP neural network

Dong J iany uan Duan Zhishan

(D ept.of M ech.Eng.,Xi’an U niv.of Ar ch.&T ech.,X i’a n,710055)

Abstract By analy sing the thr ee ty pical fault mechanism of t he m oto r,the paper has put for war d a diagno st ic method based o n t he BP neur al net wo rk.At the same tim e,the netw or k mo del and t he standar d moto r electr ical fault patt ern appr opr iate fo r mo tor failure diag nosis ar e set up.A diag no stic softw ar e ba sed on the BP neur al net wo rk w as pro-gr amed.

Key words B P neural networ k,f ault mechanism,standr ded f ault p atter n,diagnostic method

交流异步电动机是当今用于驱动各种机械和工业设备的最通用装置,通过识别运行中的电机故障,以防止灾难性的事故发生,一直是人们关注的问题.

异步电动机常见的故障有三类,定子绕组故障、转子绕组故障和气隙偏心故障.电机发生故障的类型取决于电机的种类和工作环境.在电机出现电的或机械的故障之前,总会呈现机械的、电磁的、声学的及绝缘系统的劣化征兆.如果在电机出现故障之前,能及时地检测到反应电机劣化状态的参数,并对行将出现的故障发出警报,就可避免恶性事故的发生和不必要的停机造成的重大经济损失[1].

这里,我们通过监测定子的电流,采用电流分析法对异步电动机的电气故障进行诊断.

1 机理分析

电机故障的诊断方法,是根据故障时运行电机所表现出的特征参量的变化,或者说故障征兆来确定的.通过对电机三类典型故障机理的分析我们得出如下结论:

转子绕组故障时,其电流特征频率表达式为:f s=[v(1-S)±S]f(v=1,3,5,…),即转子绕组故障后,不对称的异步电机转子将在定子绕组中感应出上述电流频率分量,其大小由转子不对称的严重程度而定.其最明显的特征是在基波两侧出现2Sf为大小的边频带.

收稿日期:1997-11-20

电机发生气隙偏心故障后,改变了电机定转子之间的正常的气隙磁通波形,气隙磁通波形随空间和时间而变化.这些谐波磁通相对定子移动,它们在静止的定子绕组中感应出相应的电流谐波,即定子电流中出现新的谐波分量.

f s =[1±(1-S )/p ]f =f ±f r , f s =[(R ±1)(1-S )/p ±1]f =(R ±1)f r ±f ,

f s =[R (1-S )/p ±1]f =Rf r ±f .

其中f r 为转子旋转频率;R f r ±f 为主齿谐波;f 为基波;S 为滑差;p 为极对数.电机在正常运转的情况下,含有基波和主齿谐波.当电机发生静偏心时,主齿谐波分量将会增大;当电机处于动偏心状态时,定子电流被旋转频率所调制,呈现在电流信号的谱图中,是在基波和主齿谐波的两侧分别出现以旋转频率为大小的边频带.此外,气隙偏心时,电机各相绕组内部和彼此之间的电感发生变化,这进一步导致定子各相电流的有效值增大.

当电机发生定子绕组故障时,绕组内部不对称,此时,气隙磁场中有较强的空间谐波,定子电流中有较强的时间谐波.其表现是,3次谐波和5次谐波明显增大,三相电流不对称,故障相电流恒为最大,三相电流之间的相位差偏离120°.

但是,由于故障征兆与故障模式之间的复杂性和实际中的非线性,给诊断带来了困难.同一种故障可能导致多个特征参量的变化,同一特征参量的变化也可能由多种故障所引起.比如,电机发生定子绕组故障会使气隙磁场畸变,引起或多或少的偏心.而转子绕组故障也会导致三相电流的不对称和气隙偏心.故障之间的耦合,使得单纯依靠某一故障特征参量来识别故障的准确性并不高.

人工神经网络以其高度的并行处理、联想记忆、自学习以及极强的非线性映射能力,在各个领域得到了广泛应用,显示了极强的生命力.因此,我们想借助于神经网络的极强的非线性映射能力,实现由故障征兆或者说故障特征参量空间向故障模式空间的映射,从而达到对故障模式的识别.这里,我们采用最具代表性和应用最为广泛的BP 网.

2 神经元的基本特性和BP

网络模型

图1 神经元结构模型

神经网络(见图1)是由大量神经元按一定的拓扑结构互相连接

而成,每个神经元是神经网络的基本处理单元.一般是多个输入,一

个输出的非线性单元.

图中Y i 是神经元的输出,

i 是阀值,X j 为输入信号,W ji 表示从神经元U j 到U i 的连接权值,S i 表示外部输入信号.上述模型可描述

为: i =∑W j i X i +S i , Y i =f ( i - i ),其中f 为激活函数.

人工神经元的信息处理分三个部分,首先完成输入信号与神经元联接强度内运算,然后再将其结果通过激活函数(如Sigm ond 函数),再经过阀值函数判决,如果输出值大于阀值,则该神经元被激活,否则处于抑制状态.神经元按一定模式连接成网络型,神经元之间的连接权值的大小反应信号传递的强弱[2]

.

BP 网络模型(见图2).BP 网是误差反向传播的多层前馈网络,是人工神经网络中最具代表性和应用最为广泛的一种网络模型.它由输入层、隐含层、输出层组成.在网络中,信号由输入单向传至输出,且同一层的神经元之间互不传递信号.每个神经元与相邻层的所有神经元相连.某一层的神经元的输出值通过连接权系数的加强或抑制传输到下一层的神经元.除了输入层外,每一神经元的输入为前一层所有神经元之输出值的加权和.3 BP 算法(误差反向传播算法)

误差反向传播算法是一个监督训练多层神经网络的算法,每一个训练范例在网络中经过两遍的传递计算.一遍是前向传播计算,从输入开始,传递各层并经过处理后,产生一个输出,并得到一个该实际输出和所需输出之差的误差失量.另一遍是反向传播计算,从输出层到输入层,利用差错失量对权值进行逐层修改.

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图2 网络模型

训练的目的是用一组输入矢量产生一组所希望的输出

矢量.它是应用一系列输入矢量通过预先确定的算法调整

网络的权值来实现的.

设第P 个样本的故障特征向量为网络输入层的输入矢

量 [X p ]=[X p 1,X p 2,…,X p n ]

对应的网络输出层状态输出向量 [Y p ]=[Y p 1,Y p 2,

…,Y pm ]

各个神经元激励函数选用Sigmo nd 函数 f (x )=

1/{1+ex p[-(x + )]}

则输入层第i 个神经元的输出为 O p i =X pi

隐含层第j 个神经元的输入为 net p j =∑i W pj i O p i

那么隐含层第j 个神经元的输出为 O pj =f (net pj )=11+ex p[-(net pj + j )]

输出层第k 个神经元的输入值为 net p k =∑j W pkj O pj

输出层第k 个神经元的输出值为 O pk =f (net pk )=1

1+ex p[-(net pk + k )]

在训练该网络的学习阶段,由给定的模式[X p ]为网络输入,要求网络通过调节所有的连接权系数和各个神经元的阀值,使得在输出层神经元上得到所需要的理想输出值[Y pk ],一般来说,网络输出

[O p k ]与理想输出[Y pk ]不完全一致.

对各个样本,其平方误差为:E p =0.5∑k

(Y pk -O p k )2

;而全体样本的平方误差则为E =12p ∑p ∑k

(Y pk -O pk )2,式中p 为训练样本数.用 学习规则,权值W 有如下调整公式:

(1)对于输出层与隐含层: (2)对于隐含层与输入层之间:

!W kj (n +1)=? k O p j +#!W kj (n )

!W ji (n +1)=? j O p i +#!W j i (n )W kj (n +1)=W kj (n )+? k O pj +#!W kj (n )

W j i (n +1)=W ji (n )+? j O pi +#!W ji (n )

k =(Y p k -O pk )O p k (1-O p k ) j =O p j (1-O pj )∑k

( k W kj )?为学习常数; 为神经元的差值;#为动量常数,用于调整网络学习的收敛速度.

4 异步电机电气故障诊断网络模型的建立和训练

4.1 网络输入层神经元的确定原则(即故障特征参量)

由于电机的结构型式、容量和所处的工作环境不同,其工作参数是不同的,因而对特定电机的分析结果一般不具有普遍意义.此外,大部分现场不可能为诊断提供详尽的电机运行参数,这就要求选择具有广泛适用性的特征参量作为输入神经元.因此,故障特征参量的选取遵循以下原则: 无量纲化,无量纲量一般不受电机容量大小的影响,与电机结构、型式和尺寸没有必然的联系; 它具有变量特征,能够反应故障程度的变化; 易于区分故障;!特征参量在工程上易于提取.

4.2 训练样本的选取

神经网络诊断方法相比于逻辑识别具有更强的容错能力,即不会因在某一特征参量上的判别的失误而导致误判,这在一定程度上降低了误判的风险[3].但该方法要求训练样本非常丰富,其诊断的精度依赖于该领域经验和知识的多少.为此,我们建立了适于异步电机故障分析的多回路模型,通过对电机三类典型故障各特征参量大量的仿真数据,以及故障模拟实验来获得样本.

本网络采用3层BP 网络结构,输入层节点数为7,隐含层节点数为10,输出层节点数为3.电机定子电流谱图中,各故障特征频率所对应的幅值X =[X 1,X 2,…,X n ]与基波幅值之比作为网络的输入,各161第2期 董建园等:基于BP 网的异步电机故障诊断方法

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个特征频率对应输入层的神经元.电机的各种故障状态Y=[Y1,Y2,…,Y m]作为网络的输出,故障类型对应输出层神经元.隐含层节点H=[H1,H2,…,H s]用于提取信号中高阶相关特性。

输出层三个神经元依次为:(1)转子绕组故障(短路、断条);(2)气隙偏心;(3)定子绕组故障(短路、接地).这三种故障类型对应的输出层状态为[1,0,0],[0,1,0],[0,0,1].其中“1”表示有,“0”表示无.输入层神经元为f,(1+2S)f,(1-2S)f,[1+(1-S)/p]f,[1-(1-S)/p]f,3f,5f频率分量.

网络输入值为上述频率分量对应的幅值与基波分量幅值之比.

将4个标准故障模板X1,X2,X3,X4作为训练样本.

转子绕组故障标准模板X1=[1,0.01,0.01,0.009,0.0004,0.03,0.05]

气隙偏心故障模板X2=[1,0.0018,0.0018,0.049,0.041,0.023,0.027]

定子绕组故障模板X3=[1,0.001,0.001,0.0134,0.006,0.09,0.027]

正常模板X4=[1,0.001,0.001,0.004,0.004,0.035,0.03]

取全体样本的平均误差为E=0.001,每个样本的平方误差为E=0.001,学习速率?=0.7,冲量因子#=0.01进行训练(该训练及诊断程序已在微机上实现).经训练后,其输出值如下:样本 理想输出 实际输出

 1[1,0,0][0.965950,0.026558,0.000014]

 2[0,1,0][0.024362,0.965271,0.025006]

 3[0,0,1][0.000052,0.025610,0.961124]

 4[0,0,0][0.024220,0.000056,0.030437]

从上可看出,神经网络的实际输出与理想输出是相当接近的,达到训练的要求,可用于待检模式的故障诊断.

5 基于BP网的诊断软件

该诊断软件以现有的各种信号分析系统为基础.在进行故障诊断时,首先用信号分析系统采集待检电机的定子电流信号,并分别作分析频率为100Hz和500Hz、加哈明窗的功率谱分析,然后将谱文件存盘.运行诊断软件时,系统提示输入上述功率谱文件、电机的精确转速及极对数,该软件即可自动提取故障特征分量,并作故障模式识别.最后给出故障部位及原因,并指出该故障的故障征兆及危害性.检测人员可通过电机运行时的状态与故障征兆相对比,进行进一步的确认.

6 结束语

基于人工神经网络的模式分类,首先要求有大量的训练样本,即要求该领域的知识和经验特别丰富[4].因此,更进一步地加强对电机故障机理的研究,是解决电机故障诊断问题的关键.

基于BP网的诊断方法,在一定程度上降低了误判率,提高了诊断精度.但BP算法收敛速度慢,对于一个特定问题,无论是增加隐含层数还是更多的神经元数目,对问题的解决可能并没有多大的帮助[5].因此,采用离线训练,并适当地选择网络的连接权系数初值和其他参数就显得十分重要.

参 考 文 献

1 达夫勒P J,彭曼J著.电机状态监测.姜建国译.北京:水利电力出版社,1990.10~20

2 施鸿宝.神经网络及其应用.西安:西安交通大学出版社,1993.38~45

3 Cho w M o-Yuen et al.O n the A pplicatio n and design o f A rtifical Neur al Net wo rk fo r M oto r Fault Detection(Par t Ⅰ&Par tⅡ).IEEE T r ans IE,1993,40(2):181~186

4 A lgundigue I E et al.M o nitor ing and Diagno sis of Ro lling Element Bear ing U sing A r tifical N eural N etw or k.IEEE T rans IE,1993,40(2):207~217

5 殷勤业.模式识别与神经网络.北京:机械工业出版社,1992.136~163

电动机三种典型振动故障的诊断(1)

电动机三种典型振动故障的诊断 1 引言 某造纸厂一台电动机先后出现了三种典型的振动故障: (1) 基础刚性差; (2) 电气故障; (3) 滚动轴承损坏。 现将诊断分析及处理过程进行简单的描述和总结: 此电动机安装于临时混凝土基础上,基础由四根混凝土支柱支撑于二楼楼板横梁上,基础较为薄弱。电动机运行时振动较大,基础平台上感觉共振强烈。没有发现其他异常。 电动机结构型式及技术参数如下: 三相绕线型异步电动机 型号:yr710-6 额定功率:2000kw 额定转速:991r/min 工作频率:50hz 额定电压:10kv 极数:6 滚动轴承:联轴节端nu244c3; 6244c3 末端: nu244c3 (fag) 针对本电动机的特点,采用entek data pactm 1500数据采集器+9000a-lbv加速度传感器; enmoniter odyssey软件进行振动数据的采集和分析: 2 电动机基础刚性弱的诊断过程 2001年8月21日,采用entek data pactm 1500数据采集器对此电动机进行测试。首先,

断开联轴节,进行电动机单试。测量电动机两端轴承座处水平、垂直、轴向三个方向的振动速度有效值(mm/s rms)、振动尖峰能量(gse)幅值及频谱;测量电动机地脚螺栓、基础、基础邻近台板各点及台板下支撑柱上各点的振动位移峰峰值(μm p-p); 测量电动机两侧轴承座 水平、垂直方向的工频(1×n)振动相位角。将电动机断电,采集断电瞬间前后电动机振动频谱瀑布图。 之后,重新找正对中,带负荷运行进行测试,测试内容同上。 测点位置如图1所示;对电动机基础、地脚螺栓及台板各点振动幅值进行测量的数据如图2、图3所示。 图1 图2 振动数据侧视图

异步电动机转子磁链观测方法的比较与研究

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电机故障诊断综合实验讲解

电机故障诊断综合实验 课程名称:电气设备故障诊断技术 实验组员;张笑庆(信电09-8) 丁慧慧(信电09-8) 王喜乐(信电09-8) 朱星奎(信电09-8)

目录 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤 (3) 五、数据采集与分析步骤 (4) 六、数据处理 (5) 1、傅里叶变换法 (5) 2、PARK 矢量法 (8) 3、小波变换法 (13) 七、实验总结 (15)

一、实验目的 1、初步了解故障诊断的过程; 2、了解并初步掌握电机转子断条和气隙偏心故障的定子电流频谱分析方法; 3、认识不同的数据处理与故障诊断方法在故障诊断的敏感性和准确性等方面的差异。 二、实验内容 分别采集状态良好的和存在转子断条,气隙偏心,匝间短路故障的三相异步电动机、在不同负载工况下的三相电流数据;然后运用已编制好软件或运用MATLAB自行编程,对测试数据进行频谱分析,根据相应的故障诊断特征频谱分量,判断电机的故障状态。 三、实验原理 当三相电机出现转子断条故障时,电流频谱中会出现特征分量=(1±2ks)*f1,通常k=1时的特征最为明显;当出现气隙偏心故障时,电流频谱中会出现特征分量=f1±mfr,其中fr为转子频率,m为正整数。当三相电动机出现定子匝间短路故障时,通过对三相定子电流运用Park矢量模平方函数进行变换,电流中除了直流分量外还出现了两倍的基频分量。电机稳态运行时,转速相对稳定,故障特征频率也相对稳定,因此,可根据频谱分析结果判断电机有无对应故障。 四、实验步骤 转子断条故障 注意:严格按照实验步骤,同时在调节整定时间时注意安全! (1)时间继电器的调整。

三相异步电动机电气故障诊断

摘要 随着电能应用的方便,电机设备已被广泛应用于工业生产的各个领域。电机在整个机械系统中起着举足轻重的作用,一旦电机发生故障就会影响整个系统的正常运行,甚至危及人身安全。所以对电机进行故障诊断非常重要。系统分析三相异步电动机的定。转子铁芯故障,转子轴承过热,损坏故障,电动机运行电压不正常,绕组接地,绕组短路,缺相,接地装置等故障的产生原因,并提出相应的具体解决办法。异步电动机的报复是个复杂的问题,在实际使用中,应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及启动设备,本文对于异步电动机保护盒故障诊断的方法的研究成果进行了归纳总结,分析说明,这些对异步电机的保护和诊断是有效的。 第1章三相异步电动机的工作原理与结构 1.1 三相异步电动机的基本工作原理 三相异步电动机的定子装有三相对称绕组,当接至三相交流电源时,流入定子绕组的三相对称电流在电机的气隙内产生一个以同步转速n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内,两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时,转子导条切割磁力线产生感应电动势,其方向可用右手定则来判别。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面,用⊕表示,下半部导体中的电动势方向都是穿出纸面,用⊙表示。在转子回路闭合的情况下,转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感,那么电流的方向与电动势的方向相同。 转子载流导体在旋转磁场中将受到电磁力fem的作呕那个,导体所受电磁力的方向可用左手定则来判定。 在正常情况下,异步电动机的转子转速不能达到旋转磁场的转速,即不能达到同步转速n1,而总是略低于n1。例如两极异步电动机的同步转速 n1=3000r/min,在额定负载时,它的转速约为2880r/min。因为如果n=n1,则旋转磁场和转子到底之间将不存在相对运动,因而转子到底电动势、电流和电磁转矩都将变为零、因此转子转速n总是略小于同步转速n1,即运行于异步转速,异步电动机的名称也就由此而来。 旋转磁场的同步转速n1与转子转速n之差称为转差,转差与同步转速n1之比称为转差率s,即 S=﹙n1-n﹚/n1×100% 转差率s是异步电动机的一个非常重要的变量。当负载变化时,转子的

异步电机矢量控制中转子磁链的直接观测方法_王铁军

文章编号:1009-3486(2002)05-0019-03 异步电机矢量控制中转子磁链的直接观测方法 Ξ 王铁军,单潮龙,赵镜红,张俊洪 (海军工程大学电气工程系,湖北武汉430033) 摘 要:以异步电机的等效电路为模型提出了在电机的外部构造转子磁链物理观测器的方法.理论上证明了在选取合适参数之后,用该物理观测器可以直接得到感应电机转子磁链的大小与相位,该方法用于异步电机的矢量控制系统,具有很好的实时性,且避免复杂的数字运算.关键词:感应电动机;矢量控制;转子磁链观测中图分类号: TM346.2 文献标识码: A 图1 U V W 、αβ、dq 坐标系与电流矢量 在异步电动机的调速技术中,转子磁链的定向矢量控制代表着该领域中新的技术理论.转子磁链定向的基本思想是:将U V W 坐标系变换到α β坐标系,再由αβ坐标系变换到d q 坐标系[1] ,当选择的d 轴与转子的全磁链Ψ? 2重合时,称该坐标系为 M T 坐标系.此时,代表定子磁动势的空间矢量电流i 1被分解为M 轴方向的励磁分量i m 1和T 轴方向的转矩分量i t 1,图1表示3种坐标系与矢量电流.可以证明[2],异步电动机的电磁转矩为: T =n p L m L r Ψ2i t 1 (1) 而转子磁链为: Ψ2= L m 1+T 2p i m 1 (2) 式中:n p 为电机磁极对数;L m 为定转子间互感;L r 为转子电感;T 2=L r /R 2为转子时间常数;p 为微分 算子.从(1)、 (2)式中不难看出,通过合适的坐标变换可以实现与直流电动机类似的速度控制过程.为了进行磁场定向和坐标变换,以及对控制系统中的指令电量和检测电量作运算处理,需要确定转子磁链的图2 磁链观测器原理框图 瞬时空间位置和大小.Ψ? 2的观测有多种方法[1~4].随着微处理器技术的发展,目前多采用间接观测的方法,即检测定子的电压、电流或转速等物理量,再利用转子磁链的数学模型,实时计算转子磁链的幅值和相位.图2为根据定子电流和定子电压的检测值估算转子磁链的原理框图,图中:u u ,v ,w 、i u ,v ,w 分别为来自电压检测器、电流检测器 的异步电动机定子三相电路的电压、电流信号.(3)、 (4)两式为磁链观测器的内部运算关系. Ψα2=L r L m [∫(u α1-R 1i α1)d t -L s σi α1](3)Ψβ2= L r L m [∫ (u β1 -R 1i β1)d t -L s σi β1] (4)  第14卷 第5期 2002年10月 海军工程大学学报 JOURNAL OF NAVAL UN IV ERSIT Y OF EN GIN EERIN G Vol.14 No.5 Oct.2002 Ξ收稿日期:2002203222;修订日期:2002204218 作者简介:王铁军(19652),男,讲师,硕士.

电机振动在线监测系统解决方案上课讲义

钛能科技根据多年来的状态监测实践,针对电机故障研发出了一套电机振动在线监测系统解决方案,对全面推动我司电机状态监测工作深入开展发挥了重要作用。 1.引言 电机是现代工业生产中的重要电气设备,是现代工业生产的重要物质和技术基础,广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各个行业。各种电机设备的技术水平和运行状况是影响一个工业企业各项经济技术指标的重要因素,电机故障会对企业生产运营造成严重影响。一般说来,电机故障约有60%-70%是通过振动和由振动辐射出的噪声反映出来的,因此现场应用中,振动监测技术是应用比较普遍的故障诊断方法。 电机振动主要由电枢不平衡、电磁力、轴承磨损、转轴弯曲和安装不良使电机与负载机械的轴心线不对中或倾斜等原因引起的。电机振动三个基本参数,分别是振幅、频率和相位。其中振幅可用位移、速度和加速度来表示。在测量过程中我们一般对高频故障(如滚动轴承、齿轮箱故障等)或高速设备进行测量时,应选加速度为参考量;在对低频故障(如不平衡、不对中等)或低速设备测量时,应选位移为参考量;而在进行振动的总体状态测量时,选速度为参考量。电机振动大小必须要满足国家的电机振动标准,否则会造成很严重的后果。 要做好电机振动的监测诊断,首先要对诊断对象做全面的了解以及必要的机理分析,比如:机器的结构和动态特性(齿轮与轴承规格、特征频率等),机器的相关机件连接情况(如动力源、基座等),机器的运行条件(如温度、压力、转速)及维修技术(如故障、维修、润滑、改造),异常振 动的形态和特性。 2.解决方案 2.1方案概述 钛能科技根据已有的技术规范,在对钢铁、石化、水泥客户广泛深入调研的基础之上,结合自身多年来的技术积累,精心开发了电机振动在线监测系统,受到了客户的肯定和好评。 钛能科技电机振动在线监测系统依托先进的物联网传感技术,通过测定电机设备特征参数(如振动加速度、速度、位移等),计算并存储设备的运行参数,自动生成日数据库、历史数据库及报警库。将特征参数值与设定值进行比较,来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态,设备一旦出现异常或者故障,及时报警通知运行管理人员。尽可能多的采集故障信息,从而获得设备的状态变化规律,预测设备的运行发展趋势,帮助用户查找产生故障的原因,识别、判断故障的严重程度,

实用电机故障诊断方法总结

交流异步电动机常见故障的分析、诊断及处理 一、异步电动机的故障分析、诊断与处理 电动机的故障大体归纳为电磁的原因和机械的原因两个方面。常见故障分析、诊断与处理如下: 1.异步电动机不能起动: 1.1电动机不能起动,有被拖动机械卡住、起动设备故障和电动机本体故障及其它方面原因: 处理方法:当电动机不能起动的故障时,可使用万用表测量三相电压,若电压太低,应设法提高电压,原因可能有:⑴电源线太细,起动压降太大,应更换粗导线。⑵三角形接线错接成星形接线,又是重载起动,应按三角形接法起动。⑶送电电压太低,应增高电压,达到要求的电压等级。若三相电压不平衡或缺相,说明故障发生在起动设备上。若三相电压平衡,但电动机转速较慢并有异常声响,这可能是负荷太重,拖动机械卡住。此时应断开电源,盘动电动机转轴,若转轴能灵活均衡地转动,说明是负荷过重;若转轴不能灵活均衡地转动,说明是机械卡阻。若三相电压正常而电机不转,则可能是电机本体故障或卡阻严重,此时应使电动机与拖动机械脱开,分别盘动电动机和拖动机械的转轴,并单独起动电动机,即可知道故障所在,作相应的处理。 1.1.1当确定为起动设备故障时,要检查开关,接触器各触头及接线柱的接触情况;检查热继电器过载保护触头的开闭情况和工作电流的调整值是否合理;检查熔断器熔体的通断情况,对熔断的熔体在分析原因后应根据电动机起动状态的要求重新选择;若起动设备内部接线有错,则应按照正确接线改正。 1.1.2 当确定为电动机本体故障时,则应检查定,转子绕组是否接地或轴承是否损坏。绕组接地或局部匝间短路时,电动机虽能起动但会引起熔体熔断而停转,短路严重时电动机绕组很快就会冒烟。 检查绕组接地常采用的方法:用兆殴表检查绕组的对地绝缘电阻,若存在接地故障,兆殴表指示值为零。绕组短路:通常用双臂电桥测直阻的平衡情况,对于绕组接地、匝间短路的处理通常都是重新绕制绕组。 1.1.3其它原因 由于轴承损坏而造成电动机转轴窜位、下沉、转子与定子磨擦乃至卡死时,应更换轴承。 若在严冬无保温,环境较差场所的电动机,应检查润滑脂。 2、鼠笼式电动机起动后转速低于额定值 2.1电动机运行时的转速降低: 2.1.1电源电压;如端电压降低,则电机起动转矩减小,转速降低。若检查是电压太低,则应提高电源电压。电动机接线错误,绕组应是三角形接线而错接成星形的也会使相电压降低。 2.1.2转子电阻;若鼠笼转子导条断裂或开焊,表现为转速和起动转矩下降。导条断裂和开焊,首先可进行直观检查,也可借助于仪表检查。直观检查:就是查看鼠笼导条有没有电弧灼痕,有无断裂和细小裂纹,端环连接是否良好。借助于仪表检查:一种方法是在电动机运行时,看指示电动机定子电流的电流表。在鼠笼转子导条断裂或开焊故障时,电流表指针将来回摆动。对于未装设电流表的电动机,可将电动机的定子绕组串联电流表后接到15-20%Ue(Ue为额定电压)的三相交流电源上,(用三相自耦调压器调压),盘动电动机转轴,随着转子位置不同,定子电流会发生变化,指针突然下降处即导条断裂或开焊处。 2.2若检查是被拖动机械轻微卡住,使转轴转不灵活,也会使电动机勉强拖动负载

基于PLC电机故障诊断系统设计

基于PLC电机故障诊断系统设计 摘要:随着经济的高速发展,现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想,PLC可编程逻辑控制器(PLC)是实现自动化操作的基础。一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理,保证了生产设备的正常运转。PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度,同时也是衡量自动化控制的智能化指标。PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。 关键词:PLC电机故障诊断系统设计 中图分类号:TM57 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)06-0278-02 在当下的工业生产过程中,PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用,是实现工业自动化控制的中间力量。PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性,PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。 一、电机系统的组成和工作原理 PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组

成[1]。上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。上位计算机通过对故障原因进行分析和判断,分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。人机界面给出故障点解释故障的诊断结果,并在人机界面给出相应排除故障的建议。电机故障诊断系统的框架图如下: 当操作人员按下生产系统的开机按钮后,PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断,如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动,并且伴随报警,反之则启动成功。电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起,反之则电机出现故障。在生产设备运行过程中,PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障,PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。在关机时,PLC接到关机命令后,断路器跳闸(电机“开/关”指示灯灭),故障声光报警后,按下报警复位按钮进行系统复位完成关机动作[2]。 二、PLC的组成 PLC的组成主要包含:中央处理器、存储器、输入/输出模块、电源、外部设备接口及输入/输出扩展单元等组成。它

高压电机振动故障分析与处理

高压电机振动故障分析与处理 高压电动机在煤矿生产中的应用极其广泛,根据安装运行维护管理的规定必须进行定期的检查,以便及时了解、掌握电动机的运行情况,及时采取有效的措施,从而保障电动机的安全运行。因此,本文将分析总结高压电动机在安装、运行中所出现振动故障的查找与处理方法。 1、电机振动的测量 对电机振动量的测量从过去用螺丝刀测听,到现在使用较精密的振动测试仪,已经能进行准确的判定。V—63型便携式测振仪,为目前各工厂企业使用较多的用于测量振动的主要仪器,在及时预报电机的振动故障,根据电机的具体运行状况,制定出不同的维护检修措施,发挥着重要作用。 1.1 测量方法 振动的测量可进行振动位移、速度、加速度的测量,在测量时,应注意(1)在测量前,应检查确认仪器的电池电压,正确的设置频率范围。(2)根据不同的测量参数,正确的设置频率范围。(3)在测量时,应保持探头和被测面垂直。(4)在测量过程中,施加在仪器上的压力应适中。 1.2 选取测量位置 根据电机的结构特点,选取合适的能表征电机振动特性的测量点,对判定电机的振动是否超标是非常重要的,对于大中型电机,一般选取电机轴承座的正上方以及轴承中心线左右的对称点,或者电机大端盖的垂直向下与轴承水平方向垂直位置作为测量点。 1.3 电机振动的判定标准 电机振动量所测试的三个参数振动位移、速度、加速度,根据振动的频率越低则振动的位移量的测定灵敏度就越高,振动的频率越高则振动加速度所测定的灵敏度就越高的机理,对于大多数的设备,其振动的速度能够表征设备的振动状态。所以,在对电机进行监测时,以电机振动的速度为主,兼顾振动的位移量。 2、电机在自由状态下振动小,栓紧底脚时振动大,或相反 目前对置于刚性基础上所做空载试验的高压电机,是取自由状态的振动测试值还是在栓紧底脚时的振动测试值没有进行明确的规定。实践证明,取自由状态的振动测试值是可行的,由于在大多数的情况下,把紧底脚时测得的电机的振动值要较自由状态小。其原因可认为通过电机底座面和刚性基础面的良好吻合等于变相增加了电机的刚性。现今,对于结构刚性较差的电机,增加其剐性可以减小振动已经成为不争的事实,可以认为是抑制了电机某种频率的附加振动或者削弱了电

三相异步电动机的故障判断及处理

万方数据

万方数据

三相异步电动机的故障判断及处理 作者:徐坤 作者单位:辽宁职业学院 刊名: 农机使用与维修 英文刊名:FARM MACHINERY USING & MAINTENANCE 年,卷(期):2011(2) 参考文献(2条) 1.赵承获;姚和芳电机与电气控制技术 2001 2.王庆伯三相电动机修理指导 1997 本文读者也读过(10条) 1.潘宗英浅析三相异步电动机定子绕组故障的查找及处理[期刊论文]-中国科技信息2006(24) 2.刘焕君三相异步电动机故障检查与维修[期刊论文]-黑龙江造纸2011,39(1) 3.莫司丞浅谈三相异步电动机的故障及对策[期刊论文]-科技信息2010(36) 4.王文娟关于三相异步电动机的保护分析[期刊论文]-西部大开发(中旬刊)2010(9) 5.姚飞.许安平.王磊三相异步电动机的缺相运行及其保护措施[期刊论文]-内江科技2008,29(12) 6.张友昌.Zhang Youchang变压器冷却装置控制方式的改进措施[期刊论文]-电工技术2005(11) 7.侯兰香.生国锋.HOU Lan-xiang.SHENG Guo-feng三相异步电动机过热故障简析及修复[期刊论文]-枣庄学院学报2006,23(5) 8.朱英明.ZHU Ying-ming三相异步电动机故障的综合分析与排除方法[期刊论文]-机床电器2007,34(2) 9.韩丽芳.Han Lifang三相异步电动机定子绕组故障的检测及应急处理[期刊论文]-机械管理开发2007(2) 10.王敏.WANG Min三相异步电动机单相运行故障分析[期刊论文]-电机与控制应用2008,35(2) 本文链接:https://www.doczj.com/doc/7714620967.html,/Periodical_njwx201102040.aspx

毕业论文---基于PLC的电机故障诊断系统设计

毕业论文---基于PLC的电机故障诊断系统设计

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编号: 毕业论文(设计) 题目基于PLC的电机故障诊断系统设计 指导教师贺廉云 学生姓名周峰 学号 201021703041 专业机械设计制造及其自动化 教学单位德州学院机电工程系 时间 2012年4月15日

德州学院毕业论文(设计)开题报告书 2012年 4月 15日 院(系) 机电工程系专业机械式及制造 姓名 周峰学号201021703041 论文(设计)题目 基于PLC的电机故障系统设计 一、选题目的和意义 目的:绞车是配套钻机来使用的,适用于各种井下作业。但是,在使用过程中,电子刹车经常出现故障,自动暴死,电机出现空转容易烧坏。为了避免电机烧坏和人员伤亡,在绞车上安装了PLC检测系统。因此,本文简单介绍了国内电机故障诊断系统设计,以及存在问题,同时介绍了可编程控制器的工作原理,选型依据。设计了一种基于PLC电机故障诊断系统设计,详细介绍了所选用的西门子S7-200 PLC以及同类型的S7-300 S7-400PLC,根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配,并且编写系统运行的梯形图。准备开机时,按下开机按钮后,首先检测断路器状态,如果断路器初始状态为闭合,电机无法启动,并且声光报警。如果断路器初始状态为断开,断路器合闸,电机开始启动。在启动过程中,若发生一级故障,PLC进行相应的保护动作。启动完成后,“电机开/关指示灯”亮,电机正常运行。运行过程中,PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障,若有发生,PLC进行相应保护动作。关机时,PLC接到关机命令后,断路器跳闸,“电机开/关机指示灯”灭。故障声光报警后,按“报警复位按钮”复位。 本设计选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。 二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势 1、国内外PLC发展现状和发展趋势: PLC自问世以来,经过40多年的发展,在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前,世界上有200多个厂家生产PLC,较有名的:美国:AB通用电气、莫迪康公司;日本:三菱、富士、欧姆龙、松下电工等;德国:西门子公司;法国:TE 施耐德公司;韩国:三星、LG公司等。

基于神经网络异步电动机故障诊断

摘要 主要阐述了BP 神经网络在直流电动机故障诊断方面的应用。内容包括BP 神经网络的建立, 基于Matlab simulink的网络仿真三相异步电动机的运行状况直接影响到生产的正常进行,因此研究电机故障诊断技术,具有重大的理论意义和社会经济效益。 针对三相异步电动机的接地短路的外部故障,提出了一种基于BP神经网络的故障诊断方法,然后利用FFT 分析, 将振动信号的频谱分析作为神经网络的训练样本。对所采集异步电动机的定子转矩电流进行数据预处理与特征提取、归一化后,把这些特征参数作为神经网络的输入,经过学习训练,以判断系统状态,识别系统的故障。 通过选择足够的故障样本来训练神经网络, 将代表故障的信息输入训练好的神经网络后, 由输出结果就可以判断发生的故障种类。仿真和测试结果表明了该方法的有效性和正确性。 关键词:三相异步电动机;故障诊断;神经网络;BP算法

Abstract The application of BP neural network in the fault diagnosis of motor is explained. It contains setting up of the network and the network simulation based on Matlab simulink under the programming language environment .As the working status of the three-phase asynchronous motors directly impact on the daily order of production activity,it is very important to investigate the fault diagnosis techniques for the three—phase asynchronous motors. So it is of great theoretical and socio-economic benefits to study on electrical fault diagnosis technology. Aim at the faults of there-phase asynchronous motors such as ground fault, brings out one method of fault diagnosis based on BP neural network, then by FFT analysis, the frequency information of vibration is used as the training specimen of neural network. This method used characteristic information of asynchronous motor such as stator current finishes data preprocessing,feature extraction,and normalization. Then it uses these characteristic parameters as the inputs of the neura1 network,studies and trains,judges the state of system,and recognizes the fault of system. When symptoms that represent faults are input to the t rained neural network, the type of fault can be determined in the output of the neural network. The simulation and the test results point out its validity and correctness. Keywords: three-phase asynchronous motors; faults diagnosis; neural network; BP arithmetic

三相异步电动机故障判断及排除方法

三相异步电动机故障判断及排除方法 三相异步电动机的故障可分为两大类:机械故障和电磁故障。 区分电磁故障还是机械故障可以通电进行判断,如果通电运转时故障出现,断电后故障仍出现说明是机械故障;如果通电运转时故障出现,断电后故障随即消失则是电磁故障。 三相异步电动机故障判断步骤 通过"望、闻、问、切"四个步骤能够有效查找、判断电动机故障所在。 ①望。先检查机械部分的问题,如风叶,轴承,转轴,基座,端盖等是否有磨损。再进行绕组绝缘的检查,如是否有接地、断路或相间短路。②闻。听电机转动是否有噪音。如:咕噜、咝咝声音等。③问。向使用单位了解电机工作地点的环境情况,及电机使用的情况。④切。通过红外测温仪进行测温,一般轴承温度最高不应超过80度。 三相异步电动机故障排除方法 我矿电动机出现的问题一般集中在不能起动(望)、运行中有噪音(闻)、绝缘电阻偏低(问)、轴承过热(切)这四个方面。 1.不能起动 首先应立刻切断电源,仔细观察,看接线是否有问题,机械部分是否有卡死等故障,然后检查是否超出负荷,如果都不是就说明是内部定子或转子绕组出现问题。 2.运行中有噪音 仔细听电机发出的声音,如果发出咕噜声一般就是轴承滚珠损坏,发

出咝咝声一般情况就是因为缺油引起的,转子松动也可以引起噪音,就需要重新固定转子。另外一种情况就是定子与转子经长期高温作用产生形变,致使之间的间隙过小,所发生摩擦,这就需要我们把发生形变的部分打磨,使其符合要求。如示意图2所示。 3.绝缘电阻偏低 井下的工作环境是多变的,根据使用单位提供的信息有助于我们更好判断故障。我们在进行电机故障判定之前也是总要先进行询问电机的运转情况及使用地点的环境情况。在潮湿的环境里电机内部极易进水导致绝缘值偏低,另外由于绕组上的油污也极易导致绝缘值下降,还有一种情况就是绝缘的老化,这种情况就必须要更换绝缘。 4.轴承过热 通过红外测温仪,我们可以准确迅速地了解轴承的温度,轴承过热严重的甚至有焦味和黑烟,这说明电动机长时间有大电流运行,导致产生大量热。这有可能是因为端盖与轴承过紧导致卡死无法转动。也有可能是因为端盖两侧不平,致使电机无法正常运转。还有就是润滑用的油脂中含有燃点较低的杂物,最后的一种情况就是因为轴承严重损坏,致使电机无法正常运转。

电机基本知识及故障诊断

电机基本知识及故障诊断 南阳防爆集团有限公司 赵泰忠 二00四年五月

电机基本知识及故障诊断 一、电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称,通常分为直流电机和交流电机两大类,交流电机分为异步电机与同步电机两类。 1、同步电机 转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机,它具有可逆性。可作发电机运行,也可作电动机运行,还可作补偿机运行。 2、异步电动机 异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的,但又是通过电磁感应而相互联系的,其转子转速永远低于旋转磁场的转速,即存在有转差率,故称为异步电动机。 工作原理:电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场,假设旋转磁场为顺时针转动,静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流,通电导体在磁场中受力,且此转矩与磁场旋转方向一致,所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。 3、电机产品型号编制方法 产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成,示例: YB2 - 200L-2 WF1 特殊环境代号(户外防中等腐蚀) 规格代号(中心高-铁心长度-极数/大 型电机用功率-极数/铁心外径表示) 产品代号(隔爆型三相异步电动机)

我公司低压电机(1140V及以下)主要产品代号有:Y、YDDC、YA、YB2、YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、 YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等;高压电机(3000V及以上)主要产品代号有:Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。 常用特殊环境代号有:W(户外型)、WF1(户外防中等腐蚀型)、WF2(户外防强腐蚀型)、F1(户内防中等腐蚀型)、F2(户内防强腐蚀型)、TH(湿热带型)、WTH(户外湿热带型)、TA(干热带型)、T(干、湿热合型)、H(船或海用)、G(高原用)。 4、工作制(S类) S1—连续工作制 S2—短时工作制 S3--断续周期工作制 S4—包括起动的断续工作制 S5—包括电制动的断续工作制 S6—连续周期工作制 S7—包括电制动的连续周期工作制 S8—包括变速负载的连续周期工作制 S9—负载和转速非周期变化工作制 5、防护型式:IPXX 第一位数字表示:防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件,以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示:防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表;

电机振动的危害、原因及判断和排除故障的方法

电机振动的危害、原因及判断和排除故障的方法 内容简介:一般来讲,引起电动机振动的原因不外乎机械和电磁两方面的原因。引起直流电动机振动的主要原因是机械上、电气上和安装上的原因。在生产中我们经常采用断电法来检查区分是由于电磁还是机械原因引起的振动 电动机在各行各业中有着广泛的应用,而在使用中会出现许多问题,其中电机振动是日常生产生活中较轻易碰到的。 一、电动机振动的危害 电动机振动会加速电动机轴承磨损,使轴承的正常使用寿命大大缩短,同时,电动机振动将使绕组绝缘下降。由于振动使电机端部绑线松动,造成端部绕组产生相互磨擦,绝缘电阻降低,绝缘寿命缩短,严重时造成绝缘击穿。另外,电动机振动会造成所拖动机械的损坏,影响四周设备的正常工作,发出很大的噪声。 二、电动机振动的原因 一般来讲,引起电动机振动的原因不外乎机械和电磁两方面的原因。引起直流电动机振动的主要原因是机械上、电气上和安装上的原因。电机振动极限值在国家标准GB100068.2一88《旋转电机振动测定方法及极限振动极限》中都有规定。振动是所有电机在制造、安装、运行维护与检修中经常遇到和必须解决的问题。振动过大会导致电机的运行稳定性破坏、换向条件恶化、零部件损坏、电机寿命缩短,甚至造成停机故障。 机械部分故障主要有以下几点: 机械方面主要存在地脚紧固不牢,基础台面倾斜,不平;轴承损坏,转轴弯曲变形,电动机轴线中心与其所拖动机械轴线中心不一致;定、转子铁芯磁中心不一致,转子动平衡不良等。转动部分不平衡主要是转子、耦合器、联轴器、传动轮(制动轮)不平衡引起的。处理方法是先找好转子平衡。如果有大型传动轮、制动轮、耦合器、联轴器,应与转子分开单独找好平衡。再有就是转动部分机械松动造成的。如:铁心支架松动,斜键、销钉失效松动,转子绑扎不紧都会造成转动部分不平衡。 1、联动部分轴系不对中,中心线不重合,定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中,对中不良、安装不当造成的。还有一种情况,就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的,但运行一段时间后由于转子支点,基础等变形,中心线又被破坏,因而产生振动。机座、端盖重要支承件制造误差或运行变形。由于机座、端盖等转子重要支承件的配合面形位误差超差,特别是大、中型电机运行较长时间后机座、端盖等重要支承件变形,使电机在运行时轴承产生干扰力,造成电机振动。这些配件的误差或变形可采用回转打百分表等方式测得,发现有这一情况后,应对配件进行焊修等工艺方式处理,或更换配件。 2、与电机相联的齿轮、联轴器有毛病。这种故障主要表现为齿轮咬合不良,轮齿磨损严重,对轮润滑不良,联轴器歪斜、错位,齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重,都会造成一定的振动。 3、电机本身结构的缺陷和安装的问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆,转轴弯曲,轴与轴瓦间间隙过大或过小,轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够,电机与基础板之间固定不牢,底脚螺栓松动,轴承座与基础板之间松动等。而轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。电枢不平衡。由于旋转时不平衡质量产生的离心力的作用,使轴承上作用有一个旋转力,造成了电机和基础的振动。当气隙不匀、主极固定不紧或机座、端盖的刚度较差时,都会造成振动加剧,因此检

国内电机故障诊断系统设计

摘要 本文介绍了国内电机故障诊断系统设计,以及存在问题,同时介绍了可编程控制器的工作原理,选型依据。设计了一种基于PLC电机故障诊断系统设计,详细介绍了所选用的西门子S7-200 PLC以及同类型的S7-300 S7-400PLC,根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配,并且编写系统运行的梯形图。准备开机时,按下开机按钮后,首先检测断路器状态,如果断路器初始状态为闭合,电机无法启动,并且声光报警。如果断路器初始状态为断开,断路器合闸,电机开始启动。在启动过程中,若发生一级故障,PLC进行相应的保护动作。启动完成后,“电机开/关指示灯”亮,电机正常运行。运行过程中,PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障,若有发生,PLC进行相应保护动作。关机时,PLC接到关机命令后,断路器跳闸,“电机开/关机指示灯”灭。故障声光报警后,按“报警复位按钮”复位。本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。 关键词:故障诊断PLC 电机

Abstract This paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design , as well as existing problems and introduces programmable controller at the same time the working principle and selection basis.A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design and detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300 S7-400 PLC and according to the design requirements of the input and output of the PLC I/O for distribution and preparation of the ladder diagram system operation.Prepared to boot, press the button after boot, the circuit breaker status is detected first.If the circuit breaker initial state is closed, electrical doesn’t start and sound and light alarm.If the circuit breaker initial state is disconnected , the circuit breaker close and the electrical start.Start in the process, if a failure occurred, the protection PLC correspond action.Start after the completion of “motor on/off indicator light” on , the electrical normal operate.Running process, PLC followed by motorcycle test whether there has been a phase short circuit, breaking phase, low-voltage, single-phase-to-ground, overload, over-current fault and so on.If occurred, PLC protection act accordingly shut down.PLC received shutdown orders,tripping circuit breakers,“motor on /off indicator light” eliminat e.Fault sound and light alarm at the “alarm reset button”reset.This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design.Key words:Fault Diagnosis;PLC;Motor

三相异步电动机几种常见故障诊断分析

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7714620967.html, 三相异步电动机几种常见故障诊断分析 作者:兰宇飞郑士成 来源:《科技资讯》2018年第02期 摘要:三相异步电动机在人类社会生产与生活中扮演着极为重要的角色,是工业企业的 主要动力源,其因故障而停运将会对生产、生活甚至人身安全造成极其严重的影响。本文重点分析了三相异步电动机的故障分析方法,并针对类似如定子、转子上的常见故障总结了具体原因,以期对三相异步电动机的故障检修提供参考。 关键词:三相异步电动机故障分析定子转子 中图分类号:TM343 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)01(b)-0076-02 异步电动机以其结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用和维护方便的优点,在国民经济各领域得到广泛应用。而一旦发生故障,将会带来较大的经济损失,因此,为减少电动机的事故率,提高电动机的使用效率,对三相异步电动机的故障诊断就显得尤为重要。本文简要分析了三相异步电动机常见的几种故障产生的原因,为后续及时判断故障原因、进行故障的排查、防止故障扩大、保证设备正常运行提供了重要保证。 三相异步电动机基本原理在于磁场旋转过程中,磁场以及闭合导体将会出现相应的运动操作,鼠笼式导体切割磁力线,进而使其在内部保证出现感应电流以及感应电动势。此外,感应电流还能够保证导体受到相应的电磁力作用,这种情况下,导体就会自然而然地沿着磁铁实际旋转方向进行有效转动。 三相异步电动机结构较为简单,主要分为定子、转子和机盖三大部分。 三相异步电动机的故障主要分为机械故障和电气故障两种。机械故障包括由电动机拖动的机械设备及传动机械方面的故障,电动机底座安装方面存在问题引起的机械不平衡方面的故障。电气故障包括给电动机供电电源故障、控制电动机的低压电器故障、轴承故障、制动控制故障及定转子本身的故障。本文将从异步电动机定转子本身的故障、轴承故障方面入手详细阐述。 1 三相异步电动机的定子故障 三相异步电动机运行期间,一般情况下会因工作环境潮湿以及长时间的高频率工作、雷击等多种人为或者是自然因素,导致定子绕组位置的绝缘性大大降低,进而造成定子绕组以及铁芯间形成短路。从绕组短路常见发生情况上来讲,往往出现在匝间短路以及相间短路、极相组短路,当绕组短路完成后,三相电流相对不平衡,这种情况下就会使电动机振动以及噪音大大加重,严重的时候还会导致绕组烧毁。

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