机电变频启动装置故障智能检测方法研究

引言

机电设备在工业生产中的作用越来越重要。然而机电设备在运行过程中,如果设备装置发生故障,就会对设备的正常运行产生严重影响。其中,变频启动装置对于机电设备起着不可忽视的作用[3],它使复杂的调速控制变得简单,使电机可以在稳定的电流、电压条件下运行。如果变频启动装置出现故障,则会影响电机的正常运行。因此,提高机电变频启动装置的故障检测效率和检测精度就显得十分重要。然而,目前的检测方法仍然存在检测效率和检测精度低等缺点,亟需研究一种新的故障检测方法。

1变频启动装置故障智能检测方法研究

采用M16547HVC型单片机作为检测装置的核心,在装置上设置启动、复位、消音和停机等按键对该装置进行操作,通过LED显示电路显示转速等信息。

1.1电流的采集和突变检测

通过线缆上的感应圈对交流电进行采集。在采集过程中,首先需要对电流进行预处理,再对处理过的电流进行滤波处理。采集过程如下:将两个二极管和电阻并联,然后将其连接到线缆上的感应圈上,对切断线圈的导通进行设定,确保二极管能够消除相应的开关电弧,吸收电磁释放的高压,这样感应圈就能采集到交流电。当电流发生突变时,需要对因突变而导致的故障进行检测。一般情况下,出现的故障多为短路,这时就会产生突变电流。在此情况下要对故障进行检测,需要先对电流进行整流处理,然后通过处理多个分电路得到脉冲信号,再选用低电压对故障检测点进行检测。

1.2数据信息的处理传输

采用功放和DsHH射频收发等芯片与其他芯片配合使用,以便实现对DsHH射频进行信号的收发、调制等。无线射频要求所用的电源电压要达到4.5V,采用直流电流。在数据信息的处理传输中,通过无线射频的收发实现与故障测定单元的信息通信。

1.3故障定位

故障定位通过监测一些启动装置中的重要变量实现。通过对这些变量信号的采集和处理,再对其进行定位和检测。假设用x代表传感器的信号,用yx代表信号的阈值。当x<yx时,启动装置运行状态正常:反之,则出现异常状态。对于那些有较大危害的故障检测,需要融合多个传感器的信息,再对其进行定位和检测。

1.4故障检测频率的计算

机电变频启动装置故障检测频率是对故障进行检测的重要条件,通过掌握故障频率,可以据此将一段时间内检测次数较少的故障实行降级检测。由于每天对故障进行检测的次数一直在变化,导致每天的检测频率有所不同。通过该方法,对启动装置的启动失败、超速、滑油压力不足、发电机过载和蓄电池电压低等故障进行检测。

1.5脉冲信号的检测

采用智能检测方法,当检测到启动装置发生故障时,该方法可以通过烧断熔断丝或者跳闸报警对启动装置进行保护,还能自动判断故障的严重程度和发生故障的器件。当发生缺相时,采集到的电流被处理后,电压会降低,由于滤波的电容值比较小,会导致电压波动大,发生导通断续的情况,输入的信号则会形成一个脉冲信号。通过对脉冲信号的检测,就可以实现对故障的检测。

2实验

为了验证提出的检测方法的有效性和检测精度,在相同条件下,分别采用智能检测方法和传统检测方法,在Z0N模式、J0K模式和N0M模式下,对机电变频启动装置故障进行检测。在3种模式下,对两种方法的检测效率进行了测试,对比结果如表1所示。

从表1可以看出,在Z0N模式下,智能检测方法的检测效率为97.89%,而传统方法的检测效率为72.36%:在J0K模式下,智能检测方法的检测效率为97.99%,而传统方法的检测效率为73.46%:在N0M模式下,智能检测方法的检测效率为98.24%,而传统方法的检测效率为75.42%。实验结果表明,与传统检测方法的检测效率相比,本文提出的智能检测方法的检测效率更高。

在Z0N模式、J0K模式和N0M模式3种模式下,对两种方法的检测精度进行了测试,测试结果如图1所示。

从图1可以看出,采用提出的智能检测方法进行故障检测时,故障检测精度曲线的波动比较小,基本保持在90%左右,而且随着故障检测数据量的增加,检测精度也随之提升。而采用传统方法,其检测精度曲线的波动比较大,且检测精度的平均值约为35%,当检测数据量为250M时,检测精度出现最大值,其最大值为45%。通过对比可以明显看出,智能检测方法的检测精度更高。

综合两种方法的检测效率和检测精度的实验结果可以发现,本文提出的智能检测方法具有更高的检测效率和检测精度,具有更强的实用性。

3结语

机电设备的变频启动装置是保证机电设备安全运行的重要装置。若变频启动装置出现故障,则会影响机电设备的正常运行。因此,检测机电变频启动装置故障,对于提高机电设备的稳定性,保证机电设备能够安全运行具有非常重要的意义。研究机电变频启动装置故障智能检测方法可以有效提升故障检测率和检测精度。