CN112556755A - 一种根据电机温度判断故障的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种根据电机温度判断故障的方法及装置，包括步骤：S100，获取电机的运行温度；获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；S200，预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；S300，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值。本发明能够有效降低电机的温度误判，提高电机故障判断的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电机温度判断领域，尤其涉及一种根据电机温度判断故障的方法及装置。
背景技术
目前，电机作为大型工厂的关键动力部件，其使用寿命和检修维护都成为目前研究的一个重要方向，特别是电机的故障判断，在现有技术中大多数电机的故障判断依然传统，绝大部分是通过人工定时检修来实现，这种方法过于依赖检测人员的经验，对人员的技术要求极高，当电机突然发生故障时，也难以保证技术人员能够及时发现，不能实现智能化的实时监控。
另外，电机工作过程中温度过高会影响其使用性能和寿命，因此温度判断也成为电机监控的关键问题，尤其在一些炼铁炼钢的工厂中，由于高炉炼铁时产生大量高温，还会伴随有高温气流，瞬时的高温气流可能会影响在同环境下工作的电机温度判断，现有的温度判断单纯地依赖温度传感器获取的实时温度数据判断电机故障，而没有进行温度变化深度分析，这种判断方法有一定的弊端，容易出现误判，导致电机故障判断缺乏准确性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能够有效降低温度误判，提高电机故障判断的准确性的一种根据电机温度判断故障的方法及装置。技术方案如下：
一方面，本发明提供一种根据电机温度判断故障的方法，包括步骤：
S100，获取电机的运行温度；
获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
S200，预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
S300，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，
则结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S310，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
S320，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
进一步地，还包括步骤S210，在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常，若是则判断电机正常；则若否则执行步骤S300。
进一步地，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值，若均没有超过阈值时，还包括步骤：
S400，调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
进一步地，当得出第二温度变化值，并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较时，还包括步骤：
S410，当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，
则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S420，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；
S430，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
进一步地，还包括步骤：S500，将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
另一方面，本发明还提供一种根据电机温度判断故障的装置，包括：
温度获取模块，用于获取电机的运行温度；
磁场参数获取模块，用于获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
振动参数获取模块，用于获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
温度判断对比模块，用于预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
进一步地，所述温度判断对比模块，还用于在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常值范围。
进一步地，还包括：
自动调节模块，用于调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
进一步地，还包括：
所述自动调节模块，还用于当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
进一步地，还包括预警判断模块，用于将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
本发明的有益效果是：通过分别获取电机运行时的温度、磁场、振动参数，在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值，若所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，为了避免由于外界环境瞬时高温产生的温度大幅度变化，因此还结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，判断两者是否有至少一个超过阈值；若有其中一个或两个超过阈值，此时才判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；或在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常，若是则判断电机正常，再结合所述磁场参数和所述振动参数进行判断。通过上述对温度数据的采集判断方式和增加辅助校验参数，使得电机温度故障判断更加准确，有效减少由于瞬时高温或环境温度影响而带来的电机故障误判情况发生。
附图说明
图1为本发明一种根据电机温度判断故障方法的流程图。
图2为本发明一种根据电机温度判断故障方法的另一流程图。
图3为本发明一种根据电机温度判断故障方法的再一流程图。
图4为本发明一种根据电机温度判断故障方法的又一流程图。
图5为本发明一种根据电机温度判断故障装置的原理框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参见图1，一方面，本发明提供一种根据电机温度判断故障的方法，包括步骤：
S100，获取电机的运行温度数据；
获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
S200，预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
在本实施例中，第一时间段可根据实际需要进行取值，可以是15分钟，20分钟等；温度变化最大值，为温度变化量的阈值，可按照实际情况设定，具体不作限定。
S300，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，
结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S310，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
S320，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
在本实施例中，通过结合磁场参数和振动参数来共同判断电机的温升是否异常，当电压高于额定值10%以上，造成定子和转子的磁场强度增大，造成铁损增大发热，因此磁场不正常会影响电机的温升；若电机的基础安装不牢等其他机械问题，造成振动，也会导致摩擦发热，因此振动不正常也会影响电机的温升。
通过分别获取电机运行时的温度、磁场、振动参数，在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值，若所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，为了避免由于外界环境瞬时高温产生的温度大幅度变化，因此还结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，判断两者是否有至少一个超过阈值；若有其中一个或两个超过阈值，此时才判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；或在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常，若是则判断电机正常，再结合所述磁场参数和所述振动参数进行判断。通过上述对温度数据的采集判断方式和增加辅助校验参数，使得电机温度故障判断更加准确，有效减少由于瞬时高温或环境温度影响而带来的电机故障误判情况发生。
参见图2，优选的，执行步骤S200后，还包括步骤
S210，在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常值范围，若是则判断电机正常；则若否则执行步骤S300。
在本实施例中，如果电机的温度受外部环境温度的干扰，则设置在测到第一温度变化值大于温度变化最大值时，在后连续的时间段内；例如在炼铁过程中，热流吹散后电机的温度会相应降低；若电机的温度恢复至正常温度值范围，则证明电机正常，但受环境温度影响；若电机的温度在后连续的时间段内仍超过温度阈值，则证明电机存在故障或仍受环境温度影响。为保证故障报警的准确性，电机的温度在后连续的时间段内仍超过温度阈值，则执行步骤S300，结合磁场、振动参数共同判断电机是否存在故障。
参见图3，优选的，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值，若均没有超过阈值时，还包括步骤：
S400，调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
在本实施例中，调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，此处的调整时间段指缩短采集的时间段，由于此时的磁场参数和振动参数均为正常范围值，但电机温升仍处于非正常值，整个电机的运行健康程度仍需检测待定，为了能及时将故障反映，需对电机的运行状态进行密切关注，因此通过缩短采集个运行状态的参数值来判断电机的健康情况。
需要说明的是，电机的运行参数还可以包括电压、电流、转速、压力、振动加速度、轴心轨迹或轴位移等任意一种或多种的组合。
参见图3，优选的，当得出第二温度变化值，并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较时，还包括步骤：
S410，当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，
则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S420，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；
S430，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
在本实施例中，若在第二时间段内检测到电机处于故障状态，由于此时电机已经是处于故障状态待确认中，因此发出的第二警报信息的警报等级应大于第一警报信息的警报等级，以提醒工作人员故障的等级情况。
参见图4，优选的，还包括步骤：
S500，将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
在本实施例中，为了对电机的故障进行智能预判，在采集得到的运行参数按照时间顺序生成每个参数对应的变化波形图，通过波形趋势分析能对电机的故障发生提前预警服务；通过计算每个参数单位时间内的变化幅度值，预估其变化趋势值，当达到一定预警时间和预警值时则发送预警信息至工作人员，进而能让工作人员能提前预知故障原因，以及拥有充分时间安排维修。
另一方面，基于同一发明构思，本发明还提供一种根据电机温度判断故障的装置，原理与本发明的一种根据电机温度判断故障的方法相同，在此不再重复赘述。具体包括：参见图5，
温度获取模块10，用于获取电机的运行温度；
磁场参数获取模块20，用于获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
振动参数获取模块30，用于获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
温度判断对比模块40，用于预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
在本实施例中，温度获取模块10为温度传感器；磁场参数获取模块20为磁场传感器；振动参数获取模块30为振动传感器；温度判断对比模块40为CPU 或MCU等控制模块。所述温度判断对比模块40分别与所述温度获取模块10、磁场参数获取模块20、振动参数获取模块30连接。
优选的，所述温度判断对比模块，还用于在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常值范围。
优选的，还包括：自动调节模块50，用于调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
优选的，还包括：所述自动调节模块50，还用于当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；
若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
优选的，还包括：预警判断模块60，用于将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
需要说明的是，在本文中，诸如“ 第一”和“ 第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“ 包括”、“ 包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“ 包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种根据电机温度判断故障的方法，其特征在于，包括步骤：
S100，获取电机的运行温度数据；
获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
S200，预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
S300，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，
结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S310，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
S320，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
2.根据权利要求1所述的根据电机温度判断故障的方法，其特征在于，执行步骤S200后，还包括步骤
S210，在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常值范围，若是，则判断电机正常；若否则执行步骤S300。
3.根据权利要求1所述的根据电机温度判断故障的方法，其特征在于，当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值，若均没有超过阈值时，还包括步骤：
S400，调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
4.根据权利要求3所述的根据电机温度判断故障的方法，其特征在于，当得出第二温度变化值，并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较时，还包括步骤：
S410，当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，
则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
S420，若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；
S430，若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
5.根据权利要求1所述的根据电机温度判断故障的方法，其特征在于，还包括步骤：
S500，将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
6.一种根据电机温度判断故障的装置，其特征在于，包括：
温度获取模块，用于获取电机的运行温度；
磁场参数获取模块，用于获取电机的磁场数据，并预设磁场参数阈值；
振动参数获取模块，用于获取电机的振动数据，并预设振动参数阈值；
温度判断对比模块，用于预先设置温度变化最大值,在第一时间段内获取温度值集合，提取所述第一时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第一温度变化值；并将所述第一温度变化值与所述温度变化最大值比较，获得比较结果；
当所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第一时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第一警报信息；
若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
7.根据权利要求6所述的根据电机温度判断故障的***，其特征在于，
所述温度判断对比模块，还用于在所述第一温度变化值大于所述温度变化最大值时，预设电机温度正常范围值，在后连续的等间隔时间段内，检测电机的温度是否恢复至正常值范围。
8.根据权利要求6所述的根据电机温度判断故障的***，其特征在于，还包括：
自动调节模块，用于调整采集电机温度、磁场和振动数据的时间段，设为第二时间段，且所述第二时间段小于所述第一时间段，在所述第二时间段内获取温度值集合，提取所述第二时间段内的最高温和最低温并计算两者差的绝对值，得出第二温度变化值；并将所述第二温度变化值与所述温度变化最大值比较。
9.根据权利要求8所述的根据电机温度判断故障的***，其特征在于，还包括：
所述自动调节模块，还用于当所述第二温度变化值大于所述温度变化最大值时，则结合所述第二时间段内获取所述磁场参数和所述振动参数，并判断两者是否有至少一个超过阈值；
若有超过阈值，则判断电机为故障状态，并同时发出第二警报信息；
若均没有超过阈值，则判断电机为正常状态，且受环境温度影响。
10.根据权利要求6所述的根据电机温度判断故障的***，其特征在于，还包括：
预警判断模块，用于将获取得到的所述温度数据、所述磁场数据和所述振动数据按照时间得出其变化波形图，根据各个参数的变化趋势进行故障预判分析，并发出预警信息。
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