电机故障诊断技术研究现状与发展趋势

王震宇

摘要：随着科技水平的不断进步，电机已被广泛应用到生产生活的各个领域。作为机械设备的动力源，可以将电能转换为可用的机械能，从而保证机械设备的正常运转。但电机一旦运转时间过长，负荷压力过大，再加上各种外部环境因素的影响，很容易出现故障问题。如果不能及时的进行判断和处理，就会使电机无法正常运转，甚至造成电机的损坏，而给企业带来无法估量的损失。所以电机故障诊断技术是非常重要的，它是确保电机正常、可靠运转的基础。通过对电机故障诊断原理进行分析，来研究电机故障诊断技术及发展趋势。

关键词：机电；故障诊断技术；现状研究；发展趋势

引言

电机由于日夜不断的高速运转，加之技术工作者的不当操作使得电机时不时地发生故障。有效降低电机故障的次数，是当今企业发展以及工人的发展所面临的一项挑战。本文结合具体工作经验，对电机故障产生原因进行一个具体的分析研究。

1电机常见故障

1.1电机软启动器故障

主要表现在设备不能正常启动，检查后没有发现导致故障的外部原因。用电笔测量中间继电器的线圈发现两个接线端都不亮；用电笔检查发现软启动器9号端子有电；10号端子无电。据此判断软启动器旁路继电器9-10号节点不闭合，导致设备不能正常工作。通过分析该电机的控制原理图（如图1所示），发现该软启动器内部旁路继电器的输出节点控制的是JZ7-44型中间继电器的线圈，继电器的输出节点不通引起JZ7-44型中间继电器不吸合，最终导致旁路接触器不能吸合。

2电机振动故障

随着科学技术的进步发展，由于电机可以作为原动机带动机械生产，电机被广泛运用于各行各业之中。电机在实际的运作中，经常会有振动现象的出现，这种振动会加速电机及其相关机械的老化和损坏。现实生活中，电机振动导致其毁坏所带来的经济损失是不容忽视的。因此，对于电机振动的起因要做详细的分析，然后对症下药，提出具体的解决方案和防范措施。处理电机的振动要运用科学合理的方法和相关技术。具体的电机振动原因都是错综复杂的，对于电机的进一步分析和处理提出了更高的要求。因此，对于电机的振动故障处理，要做到思路明确、从源头出发，找出其振动的产生根源，再对症下药，最大限度的降低由于振动所带来的毁坏损失。一、电机振动带来的危害振动是众多机械设备运行时所产生的一个普遍现象，一般的机械都有振动的现象，电机也不例外，在其实际运作时也会产生各种各样的振动。在有关工作人员的详细了解与分析之下，归纳出了电机振动带来的几大危害：（1）振动随着时间的延长会损耗一定的能量从而影响其工作效率；（2）振动对于轴承的磨损，很大程度上会降低其使用寿命；（3）振动导致的摩擦会使得电机的部分零件出现弯曲或是断裂；（4）振动也会使得电机端部的线松动，线组相互碰撞最终导致电阻绝缘；（5）振动引起的零部件的松动会影响其他机械的正常使用。

3电机故障诊断技术

3.1软启动故障诊断

由于没有备用软启动器，为了不影响企业的正常生产，决定用一个JS114P型时间继电器的延时闭合接点来代替电机软启动器的内部继电器接点，使旁路接触器在启动结束后正常吸合，将电机软启动器从供电系统中切除。此外，为了防止外部电气元件如中间继电器线圈短路导致软启动器7-8接点损坏，在2kA的线圈回路增加一个熔断器FU2，其内部选择安装额定电流为1A的熔体，使软启动器的内部继电器受到FU1和FU2两个熔断器的双重保护。按上述思路改变接线，再次启动电机，旁路接触器能正常吸合。按下停止按钮，电动机能正常停机。这说明用时间继电器来代替内部继电器是可行的方案，其控制原理如图2所示。

3.2电机振动故障

3.2.1电机机座振动的主要原因及处理方法

电机机座在实际运用中产生振动的主要有以下两方面：（1）振动产生大量的激振力；（2）电磁振动所带来的机座振动。有关工作人员在对其进行详细的了解分析之后，得出结论：轴承座位置的设置对于机座的振动影响也较大，其位置的高低、平整与否会在一定程度上影响轴承带来的振动。减少机座振动的方法：（1）在铁心与机座之间的连接设置成一种灵活多变的弹性构件，利用这种原理来坚强振动对机座的影响程度；（2）合理控制机座本来的振动频率。

3.2.2转子不平衡产生的振动及处理方法

由于转子的不平衡状态造成的电机振动有以下三种情况：（1）静不平衡，离心力在支座上产生的振动；（2）动不平衡，离心力偶对支座产生相反的反作用力；（3）混合不平衡，电机实际运行时的一种常见状态。混合不平衡是动静不平衡时产生的作用力，综合作用在支座上产生的振动。处理转子不平衡振动的方法有：（1）运用动平衡检验的基本原理来解决，通过转子不平衡转动时，离心力导致产生的振动找出其具体的不平衡的位置以及不平衡的大小，然后通过加减重量的方式来使其消除；（2）而转子质量所引起的振动，需要提前做好有关平衡试验准备。在实际运行操作过程中，必要情况下，可以运用测振平衡议对转子进行一个平衡试验，最大限度的降低由于转子质量造成的不平衡。

4电机故障诊断技术研究现状与发展趋势

我国的电机故障诊断研究起步较晚，目前虽然已具有了很多试验性方法，但由于受到技术上的限制，再加上操作過于复杂，测量结果也不够准确，而未取得明显的进展。直到近些年，随着我国经济的飞速发展及科学技术的快速进步，对电机故障诊断技术的研究也获得了迅猛发展。除了解析模型法，有关信号处理和专家理论的故障诊断方法也得到了很多的研究。不过，许多方法仍是局限在有关电机稳态运行的故障问题诊断，对于开启、加速等动态状况下的诊断仍显不足，还需予以足够重视。其中，信号处理中的热点小波技术，有着较好的局部化特征，可准确的获取到瞬变信号的特性，因此可以应用于动态数据的分析中。此外，专家知识理论的神经网络有着自学习、并行处理的能力，可以用于处理、分析非线性的故障问题等。

通过上述分析可以发现，电机的故障诊断表现出复杂性的特点，而且很多方法都有其不足之处。除此之外，多数的研究都需要由实验过程得到尽可能完整的数据，但在实际中遇到的情况，数据不可能是完整的，这就大大影响了故障诊断的最终质量。所以说，只是运用一种理论、一种技术进行故障诊断，很难实现诊断过程的快速性与准确性，因此要将各种技术有机的结合起来，实现理论的交叉融合。而且近年来随着信息技术、人工智能技术以及各种高性能算法的发展，使人们可以实现更加准确地故障诊断与处理。通过上述分析表明，电机故障的诊断需要将多种理论、方法结合起来和各取所长，才能实现故障的高效诊断，这也是故障诊断技术的重要发展趋势。

结束语

总的来说，随着我国经济的飞速发展，电机被广泛的应用到各个行业与领域，但在电机的应用过程中，一旦保持长时间的不间断运行，或是负荷压力过大，以及受到各种外部因素的影响，都会引发各种故障问题。如果不能及时的加以处理，就会使电机无法正常运转，甚至带来严重的安全隐患，而给企业造成难以估量的重大损失。

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