电动机的运行监测分析

电动机的运行监测分析

李明伟张伟峰张东峰

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心河南郑州450000

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对电动机的应用也越来越广泛。电动机的正常运行关系到变电所、生产装置的安全、可靠运行。本文对电动机的日常巡检、试验检查等进行分析，对电动机正常运行方式情况下的维护进行探讨。

关键词：电动机；正常运行；维护探讨

引言

电动机是电动工具中的核心器件，电动机自身有使用寿命要求和工作参数限制。如果达到使用寿命或者工作参数设置得不合适，将产生各种故障，如定子绕组故障、气隙偏心、轴承故障、转子断头及转轴或连轴器故障，这些故障可能引起设备损坏和停机，从而导致不必要的经济损失，甚至造成人员伤亡。对电动机的运行状态进行在线监测，有利于提高电动机运行的可靠性，以保证生产的顺利安全进行。

1电动机在线状态监测的重要意义

电动机归属于能量转换设备的范畴，它可以将电能转换为机械能，由于电动机的使用和控制非常方便，从而使其在多个领域中得到了广泛应用，如工业生产、国防、交通运输、医疗电器设备等等，电动机作为一种动力驱动装置，它最主要的作用是为相应的设备提供动能，由此使得电动机具有了不可替代性的特点。随着各行各业的不断发展，对电动机的需求量日益增大，为了满足不同领域的实际应用需要，电动机产品的类型进一步增多，每一类电动机有着不同的规格、结构形式及使用条件，虽然电动机的类型有所差别，但是几乎所有电动机的内部结构都非常近似，具体包括机械部分、电路、磁路及绝缘等等。在很多应用领域中，电动机经常都需要保持连续不间断地运转，加之运行环境的影响，使得电动机的故障发生率相对较高，由于电动机的故障较为复杂，且与多方面因素有关，从而导致了电动机的维修技术难度大，对维修人员的技术水平要求较高。就工业生产而言，其应用的电动机多为大型异步电机，其运行状态的优劣，对工业生产过程有着直接影响，如果电动机出现故障，不但会导致自身受损，而且还可能造成工业生产过程中断，由此会给企业带来巨大的经济损失。为了有效减少或杜绝电动机故障问题的发生，需要对其运行状态进行监测，电动机在线状态监测技术的出现及其在电动机上的应用，除了可以防止电动机重大事故的发生，还能在较短的时间内找到故障原因，给维修工作提供可靠依据。由此可见，对电动机的运行状态进行监测显得尤为重要。

2电动机定期试验和检查

电厂正常运转要存有定量的备用电机，这些备用电机由于长时间不使用，其发电机的绝缘、轴承内的润滑油油质等都会产生变化，对备用电机进行定期的试验和检查十分重要，确保设备能够正常运转。电动机定期试验和检查首先要检查电机的外观，对冷却风扇进行检查，检查电机的接线盒内接线端子的螺丝是否紧固，检查线鼻是否有变色，接线板是否有裂纹等。

3在线监测可视化设计

为了实现对电动机运行状态的在线智能监测，可视化设计是必不可少的部分。可视化界面由Lab-VIEW软件进行设计。为了方便工程人员对电动机运行状态的直观了解，可视化界面上所显示的参数有时域图、频域图、特征参数和状态识别的结果;包含在线和离线两种分析模式;具有数据分析、数值保存和退出等相关辅助功能。为了完成相应的功能，进行相对应的程序设计，电动机运行状态监测系统对振动信号进行了相应的时频分析，求取了相应的特征指标，包括均方根、峭度、重心频率、频率方差及小波包能量等;对噪声信号进行了相应的时频分析，也求取了相应的特征指标，包括均方根、峭度及小波包能量等;对转速及温度进行了显示;同时对电动机的运行状态也进行了显示，结果显示各个参数正常。

4状态监测技术的应用

（1）电流监测技术。由于电流信号的采集比较容易，因此可将之做成非侵入式，这种监测技术较为突出的应用优势在于能够与电动机保护和调速系统进行有效集成。当电动机的定子绕组发生匝间短路故障时，可将负序电流及负序阻抗作为故障监测及诊断依据；若是电动机出现气隙偏心问题时，在圆周上气隙磁导会呈现出不均匀分布的状态，这样便可在定子电流中感应出故障特征的谐波分量，从而对故障性质进行判断。（2）振动监测技术。这是一种借助振动传感器对电动机轴承或机座振动频率进行监测的方法。电动机处于正常运行状态时，轴承及机座的振动频率一般不会出现较大的变化，如果电动机发生故障，则会导致轴承的振动频率出现变化，通过传感器可以对电动机的振动频率进行实时采集，与已知的故障特征频率进行比较后，可以判断故障的性质，并找出故障部位。（3）温度监测技术。这种监测方法是通过埋置在电动机轴承、定子绕组等部位的温度传感器，对电动机运行过程中的温度信号进行检测，从而判断电动机是否存在故障。温度监测是应用较早的一种电动机状态监测方法，虽然这种方法能够对电动机的运行状态进行监测，但由于受传感器布设位置的限制，使其很难准确对电动机故障进行定位，所以这种监测技术常被用于电动机的运行状态分析。（4）功率监测技术。这是一种新型的电动机状态监测技术，其主要是通过对电动机运行过程中瞬时功率的分析进行故障监测与诊断。如，对线电压与线电流构成的瞬时功率进行监测，能够发现电动机转子侧的故障问题；对三相线电压与线电流构成的瞬时功率进行监测，可以诊断电动机的其它故障问题。

5电动机的日常巡检

通常情况下，一般电机的巡检周期是一天一次，在夏季时检修人员可能会将检修增加到一天两次，这是因为夏季气温高，对电机的影响较大，对于使用频率不高的电机，一般情况下可以一周对其进行一次检查。电动机的日常巡检要设立巡检路线，按照电机巡检内容进行巡检，并及时记录巡检记录表。电动机的巡检内容主要包括以下几点，一是检查电机的运行环境，确保环境清洁、设备整洁，要坚决杜绝水滴、油污或者灰尘，防止其落入到电动机内。二是检查电机的轴承温度，要检查前后轴承的温度，使用测温枪进行测量，检查轴承的温度是否在正常的范围内，通常确定温度极限为80度，要对轴承温度进行及时记录。检查的过程中要确定电机的轴承盖的位置是否存在漏油现象，对表面渗出的油进行及时的处理。当电机缺油时要及时进行加油。三是对电机轴承进行监听，使用听针监听声音是否正常，对于声音不正常的情况要进行及时的清洗或者更换，保持轴承的安全。可靠。四是对电动机进行检查，确认其是否存在异常振动，电动机的震动不能超标。五是对电机运转过程进行检查，要确保无摩擦声、尖叫声或者其他咋声存在，如果发现存在不正常的声音，要及时对电机进行停机检查，当故障完全清楚之后才可以继续运行。六是开展其他重要的检查，例如对通风情况的检查，确保冷却状况良好，对接地线的监控，确保齐全、牢固。

结束语

综上所述，电动机作为动力装置，它的运行状态稳定与否关系重大。通过监测技术的应用，能够反映出电动机的实际运行情况，及时发现潜在的缺陷和隐患问题，据此提出解决处理措施，在确保电动机安全、稳定、可靠运行前提下，降低故障发生几率，延长其使用寿命。在未来一段时期，应当加大对电动机在线状态监测技术的研究力度，除了应当对现有的监测技术进行不断改进和完善之外，还应开发一些新的技术，从而为电动机的稳定运行提供保障。

参考文献

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[2]谢卫才，林友杰，杨青.矿用电机车状态实时监测系统的研究[J].计算技术与自动化,2010.

[3]严爱芳，郭莉娟，程军圣.风力发电机在线状态监测仪的设计及应用[J].测控技术,2013.