[发明专利]一种大功率永磁电机故障诊断系统及诊断方法

说明书

本发明提供了一种大功率永磁电机故障诊断系统及诊断方法，包括永磁电机、伺服控制器和工业控制计算机，永磁电机与伺服控制器相连，伺服控制器与工业控制计算机电连接，在永磁电机上设置有振动传感器和温度传感器，振动传感器和温度传感器均与工业控制计算机相连，永磁电机还通过测温光纤与工业控制计算机相连。本发明创新性地提出采用全光绕组温度检测、电机轴承振动检测、永磁电机电流分析三位一体的混合智能故障诊断方法，能够早期发现大型永磁电机的故障，减少维护量，提高了系统可靠性，实现了预知性维修，解决了大功率永磁电机不能进行提前、全面、有效故障诊断的难题。

技术领域

本发明涉及大功率永磁电机故障诊断领域，具体涉及一种大功率永磁电机故障诊断系统及诊断方法。

背景技术

随着近年来稀土永磁材料性能的提高，大型永磁电机设计和驱动控制技术的不断发展，大功率变频调速型低速永磁电机以其高效节能、起动转矩大、可以无极调速等优势，在工业场合应用越来越广泛，正逐渐取代原来的异步电动机+减速器的传统驱动方式。由于大功率永磁电机(3000KW，90r/min)体积大(直径2m)、重量大(20t)、造价高，主要用于关键设备的驱动，一旦故障意外停机，对生产等影响重大。

而传统的电机故障诊断手段主要采用多点预埋热电阻测温方式进行电机超温故障检测，无法实现电机绕组温度的全覆盖检测；采用电流幅值比较判断过电流和短路故障，无法对电机失磁故障进行检测，而且单一的检测方式无法实现信息有效融合，导致故障无法诊断或者诊断不准确。

发明内容

本发明的第一目的是提供了一种大功率永磁电机故障诊断系统，能对大功率永磁电机故障进行全面、准确的诊断。

本发明采用以下的技术方案：

一种大功率永磁电机故障诊断系统，包括永磁电机、伺服控制器和工业控制计算机，永磁电机与伺服控制器相连，伺服控制器与工业控制计算机电连接，在永磁电机上设置有振动传感器和温度传感器，振动传感器和温度传感器均与工业控制计算机相连，永磁电机还通过测温光纤与工业控制计算机相连；

伺服控制器采集永磁电机的电流信号，并将电流信号上传至工业控制计算机，工业控制计算机通过伺服控制器控制永磁电机停机。

优选地，所述振动传感器包括第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器；

第一振动传感器安装在永磁电机前轴承端盖的侧面，用于测量永磁电机前轴承的轴向振动；

第二振动传感器安装在永磁电机前轴承端盖的上面，用于测量永磁电机前轴承的径向振动；

第三振动传感器安装在永磁电机后轴承端盖的侧面，用于测量永磁电机后轴承的轴向振动；

第四振动传感器安装在永磁电机后轴承端盖的上面，用于测量永磁电机后轴承的径向振动；

所述测温光纤缠绕在永磁电机定子绕组的线圈上，用于分布式测量定子绕组的温度；

所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一个温度传感器安装在永磁电机前轴承的外圈，用于测量永磁电机前轴承温度；第二个温度传感器安装在永磁电机后轴承的外圈，用于测量永磁电机后轴承温度。

本发明的第二目的是提供了以上所述的一种大功率永磁电机故障诊断系统的诊断方法。

一种大功率永磁电机故障诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：

步骤1：根据实际大功率永磁电机的状态与监测需求，针对电机超温故障建立电机温升模型，针对电机轴承故障和电机退磁故障，建立基于D-S理论的多源传感融合故障诊断模型；