《機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷》

國內(nèi)外對此做了大量的工作，文獻(xiàn)[9] 統(tǒng)計了 1999 年前二十多年時間內(nèi)在國外重要期刊和會議上發(fā)表的該方向論文和著作，數(shù)量達(dá) 365 篇（部）之多，充分說明國內(nèi)外同行對此的重視程度。

文獻(xiàn)[10 ]對石油化工行業(yè)的 2596 臺 10kw 以上的鼠籠式異步電動機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和統(tǒng)計，系統(tǒng)地總結(jié)出了故障與電機(jī)容量、電壓等級、運(yùn)行速度、繼電保護(hù)方式、防護(hù)形式、運(yùn)行方式等十來個因素之間的關(guān)系。統(tǒng)計表明：鼠籠式異步電動機(jī)的常見故障包括定子繞組故障（占 12.89%）、軸承故障（41.77%）、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)故障（7.64%）、轉(zhuǎn)軸或連軸器故障（4.3%）以及其他各種故障。結(jié)果與文獻(xiàn)[11] 發(fā)表數(shù)據(jù)基本吻合。

電機(jī)故障的原因、特征

1）定子繞組故障產(chǎn)生原因及特征

定子繞組故障可由長期過負(fù)荷、惡劣的環(huán)境條件、不正常的電壓等級和電源頻率、振動超標(biāo)、冷卻性能變差以及服務(wù)時間過長等因素引起。匝間短路是最常見的故障形式，如不能盡早發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致接地、相間短路等嚴(yán)重故障的發(fā)生。 當(dāng)定子繞組出現(xiàn)匝間短路故障時，三相繞組平衡被破壞，會出現(xiàn)負(fù)序電流分量和負(fù)序阻抗，同時會導(dǎo)致振動加劇。

2）轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)斷裂產(chǎn)生原因及特征

鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組由導(dǎo)條和端環(huán)組成，最常見的故障是斷條和端環(huán)斷裂。誘發(fā)原因主要有：設(shè)計制造不合理、頻繁起停、交變負(fù)載使導(dǎo)條和端環(huán)因冷熱循環(huán)而疲勞斷裂、電壓波動易造成電流過大而過熱等。 輕微的故障難以觀察到，當(dāng)故障嚴(yán)重時會引起振動及噪聲增大、電流波動。

3）氣隙偏心的原因及特征

氣隙偏心有兩種類型，一種是靜態(tài)偏心，它是由定子內(nèi)徑的橢圓度或裝配不良引起的，其偏心的位置在空間是固定的，不隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而改變位置。另一種是動態(tài)偏心，是由轉(zhuǎn)軸彎曲、軸頸橢圓、機(jī)械共振、軸承磨損等原因引起，其偏心在空間是變化的。2100433B

設(shè)備故障診斷技術(shù)始于上世紀(jì) 50-60 年代，隨著計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，加之企業(yè)對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修的呼聲越來越高，該領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，已形成為一門新興的學(xué)科，稱為“技術(shù)診斷學(xué) [1]-[8]（Technical Diagnostics）或“工程診斷學(xué)”(Engineering Diagnostics)。

設(shè)備狀態(tài)是指設(shè)備運(yùn)行的工況，由設(shè)備運(yùn)行過程中的各種性能參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的二次效應(yīng)參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)來描述。設(shè)備狀態(tài)的類型包括：正常、異常和故障三種。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是通過測定以上參數(shù)，并進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果判定設(shè)備狀態(tài)。對設(shè)備進(jìn)行定期或連續(xù)監(jiān)測，包括采用各種測試、分析判別方法，結(jié)合設(shè)備的歷史狀況和運(yùn)行條件，弄清設(shè)備的客觀狀態(tài)，獲取設(shè)備性能發(fā)展的趨勢規(guī)律，為設(shè)備的性能評價、合理使用、安全運(yùn)行、故障診斷及設(shè)備自動控制打下基礎(chǔ)。

故障診斷方法可分為：

1）基于數(shù)學(xué)模型的方法

此類方法又可分為基于輸入輸出和信號處理的方法、基于狀態(tài)估計的方法、基于過程參數(shù)估計的方法等

2）基于人工智能的方法

此類方法也可分為：基于專家系統(tǒng)的方法（含基于淺知識的方法、基于深知識的方法和基于深淺知識的混合方法）、 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法、基于模糊數(shù)學(xué)的方法、基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法、基于遺傳算法的方法、基于故障樹的方法等。

前言

第1章 緒論

1.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

1.1.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

1.1.2 設(shè)備診斷技術(shù)

1.1.3 設(shè)備狀態(tài)維修

1.2 電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

1.2.1 電機(jī)故障

1.2.2 電機(jī)故障的分析方法

1.2.3 電動機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

1.2.4 發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

第1篇 交流電機(jī)故障的分析方法

第2章 異步電機(jī)繞組故障的穩(wěn)態(tài)分析方法

2.1　概述

2.2　多回路分析的回路電氣參數(shù)計算

2.3　諧波對電感參數(shù)計算的影響

2.4　異步電動機(jī)回路方程及穩(wěn)態(tài)分析方法

2.5　定子繞組匝間短路故障的仿真與實驗分析

2.6　轉(zhuǎn)子繞組故障的特征量分析

2.7　轉(zhuǎn)子斷條故障分析

2.8　轉(zhuǎn)子端環(huán)斷裂的分析

2.9　轉(zhuǎn)子繞組故障對電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的影響

2.10　負(fù)載狀態(tài)的影響

第3章 異步電機(jī)繞組故障的暫態(tài)分析方法

3.1　概述

3.2　電機(jī)內(nèi)部故障的暫態(tài)分析模型

3.3　電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障對起動電源時域波形的影響

3.4　轉(zhuǎn)子繞組故障與電機(jī)起動時間、起動轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系

3.5　陰抗中的諧波對電機(jī)故障暫態(tài)分析的影響

第4章 同步電機(jī)繞組故障的分析方法

第2篇 電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的理論及方法

第5章 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中的數(shù)據(jù)采集

第6章 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)常用的傳感器

第7章 故障診斷中的信號處理技術(shù)

第8章 診斷理論與智能診斷方法

第9章 電機(jī)壽命預(yù)測技術(shù)

第3篇 電機(jī)故障診斷應(yīng)用技術(shù)與實例

第10章 電機(jī)溫度與紅外診斷技術(shù)

第11章 電機(jī)絕緣監(jiān)測與診斷

第12章 電機(jī)振動的監(jiān)測與診斷

第13章 電機(jī)噪聲的測量與診斷

第14章 電機(jī)軸承的故障診斷

第15章 電動機(jī)的監(jiān)測與診斷技術(shù)

第16章 發(fā)電機(jī)故障診斷技術(shù) 2100433B

《機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷》共十三章，主要內(nèi)容分為：①診斷基礎(chǔ)知識，包括測試系統(tǒng)特性，故障探測傳感器、中間變換裝置、顯示記錄裝置以及信號分析與處理。②機(jī)械設(shè)備的振動及噪聲監(jiān)測與故障診斷。③其他診斷技術(shù)，包括潤滑油磨粒檢測、溫度監(jiān)測、超聲波和射線探傷及聲發(fā)射技術(shù)。

《機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷》對機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷作了較全面的介紹。在編寫中注重理論聯(lián)系實際，使內(nèi)容通俗易懂，并收集了一定的診斷實例，還考慮了適合中等?？茖哟蔚慕虒W(xué)特點。

本書從提高電機(jī)運(yùn)行可靠性、降低維修費(fèi)用的原則出發(fā)，本著理論性與實用性相結(jié)合的原則，全面系統(tǒng)地分析了電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的基本原理和實際應(yīng)用知識。

全書分為3篇共16章，第1篇主要討論了交流電機(jī)故障的分析方法。第2篇主要分析了電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的理論與方法，分別從狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中的數(shù)據(jù)采集、傳感器、信號處理、診斷理論與方法、電機(jī)壽命預(yù)測等方面展開，其主要內(nèi)容也適用于其他電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。第3篇主要介紹了電機(jī)故障診斷的應(yīng)用技術(shù)與實例 ，分別從溫度與紅外診斷技術(shù)、絕緣監(jiān)測與診斷技術(shù)、振動監(jiān)測與診斷技術(shù)、噪聲監(jiān)測與診斷技術(shù)、軸承監(jiān)測與診斷技術(shù)等方面，對電機(jī)故障監(jiān)測與診斷進(jìn)行了論述。并且用大量的篇幅詳細(xì)地介紹了電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的各種新技術(shù)、新方法，總體上反映了當(dāng)前國內(nèi)外電機(jī)故障診斷的技術(shù)水平，具有很好的實用價值。

本書適用于從事電機(jī)及其他電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測故障診斷的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)研究生和高年級本科生及教師作教學(xué)參考用書。