機電變頻啟動裝置故障智能檢測方法研究

引言

機電設備在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越重要。然而機電設備在運行過程中,如果設備裝置發(fā)生故障,就會對設備的正常運行產(chǎn)生嚴重影響。其中,變頻啟動裝置對于機電設備起著不可忽視的作用[3],它使復雜的調(diào)速控制變得簡單,使電機可以在穩(wěn)定的電流、電壓條件下運行。如果變頻啟動裝置出現(xiàn)故障,則會影響電機的正常運行。因此,提高機電變頻啟動裝置的故障檢測效率和檢測精度就顯得十分重要。然而,目前的檢測方法仍然存在檢測效率和檢測精度低等缺點,亟需研究一種新的故障檢測方法。

1變頻啟動裝置故障智能檢測方法研究

采用M16547HVC型單片機作為檢測裝置的核心,在裝置上設置啟動、復位、消音和停機等按鍵對該裝置進行操作,通過LED顯示電路顯示轉(zhuǎn)速等信息。

1.1電流的采集和突變檢測

通過線纜上的感應圈對交流電進行采集。在采集過程中,首先需要對電流進行預處理,再對處理過的電流進行濾波處理。采集過程如下:將兩個二極管和電阻并聯(lián),然后將其連接到線纜上的感應圈上,對切斷線圈的導通進行設定,確保二極管能夠消除相應的開關(guān)電弧,吸收電磁釋放的高壓,這樣感應圈就能采集到交流電。當電流發(fā)生突變時,需要對因突變而導致的故障進行檢測。一般情況下,出現(xiàn)的故障多為短路,這時就會產(chǎn)生突變電流。在此情況下要對故障進行檢測,需要先對電流進行整流處理,然后通過處理多個分電路得到脈沖信號,再選用低電壓對故障檢測點進行檢測。

1.2數(shù)據(jù)信息的處理傳輸

采用功放和DsHH射頻收發(fā)等芯片與其他芯片配合使用,以便實現(xiàn)對DsHH射頻進行信號的收發(fā)、調(diào)制等。無線射頻要求所用的電源電壓要達到4.5V,采用直流電流。在數(shù)據(jù)信息的處理傳輸中,通過無線射頻的收發(fā)實現(xiàn)與故障測定單元的信息通信。

1.3故障定位

故障定位通過監(jiān)測一些啟動裝置中的重要變量實現(xiàn)。通過對這些變量信號的采集和處理,再對其進行定位和檢測。假設用x代表傳感器的信號,用yx代表信號的閾值。當x<yx時,啟動裝置運行狀態(tài)正常:反之,則出現(xiàn)異常狀態(tài)。對于那些有較大危害的故障檢測,需要融合多個傳感器的信息,再對其進行定位和檢測。

1.4故障檢測頻率的計算

機電變頻啟動裝置故障檢測頻率是對故障進行檢測的重要條件,通過掌握故障頻率,可以據(jù)此將一段時間內(nèi)檢測次數(shù)較少的故障實行降級檢測。由于每天對故障進行檢測的次數(shù)一直在變化,導致每天的檢測頻率有所不同。通過該方法,對啟動裝置的啟動失敗、超速、滑油壓力不足、發(fā)電機過載和蓄電池電壓低等故障進行檢測。

1.5脈沖信號的檢測

采用智能檢測方法,當檢測到啟動裝置發(fā)生故障時,該方法可以通過燒斷熔斷絲或者跳閘報警對啟動裝置進行保護,還能自動判斷故障的嚴重程度和發(fā)生故障的器件。當發(fā)生缺相時,采集到的電流被處理后,電壓會降低,由于濾波的電容值比較小,會導致電壓波動大,發(fā)生導通斷續(xù)的情況,輸入的信號則會形成一個脈沖信號。通過對脈沖信號的檢測,就可以實現(xiàn)對故障的檢測。

2實驗

為了驗證提出的檢測方法的有效性和檢測精度,在相同條件下,分別采用智能檢測方法和傳統(tǒng)檢測方法,在Z0N模式、J0K模式和N0M模式下,對機電變頻啟動裝置故障進行檢測。在3種模式下,對兩種方法的檢測效率進行了測試,對比結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出,在Z0N模式下,智能檢測方法的檢測效率為97.89%,而傳統(tǒng)方法的檢測效率為72.36%:在J0K模式下,智能檢測方法的檢測效率為97.99%,而傳統(tǒng)方法的檢測效率為73.46%:在N0M模式下,智能檢測方法的檢測效率為98.24%,而傳統(tǒng)方法的檢測效率為75.42%。實驗結(jié)果表明,與傳統(tǒng)檢測方法的檢測效率相比,本文提出的智能檢測方法的檢測效率更高。

在Z0N模式、J0K模式和N0M模式3種模式下,對兩種方法的檢測精度進行了測試,測試結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出,采用提出的智能檢測方法進行故障檢測時,故障檢測精度曲線的波動比較小,基本保持在90%左右,而且隨著故障檢測數(shù)據(jù)量的增加,檢測精度也隨之提升。而采用傳統(tǒng)方法,其檢測精度曲線的波動比較大,且檢測精度的平均值約為35%,當檢測數(shù)據(jù)量為250M時,檢測精度出現(xiàn)最大值,其最大值為45%。通過對比可以明顯看出,智能檢測方法的檢測精度更高。

綜合兩種方法的檢測效率和檢測精度的實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),本文提出的智能檢測方法具有更高的檢測效率和檢測精度,具有更強的實用性。

3結(jié)語

機電設備的變頻啟動裝置是保證機電設備安全運行的重要裝置。若變頻啟動裝置出現(xiàn)故障,則會影響機電設備的正常運行。因此,檢測機電變頻啟動裝置故障,對于提高機電設備的穩(wěn)定性,保證機電設備能夠安全運行具有非常重要的意義。研究機電變頻啟動裝置故障智能檢測方法可以有效提升故障檢測率和檢測精度。