機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置故障智能檢測(cè)方法研究

引言

機(jī)電設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來(lái)越重要。然而機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中,如果設(shè)備裝置發(fā)生故障,就會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。其中,變頻啟動(dòng)裝置對(duì)于機(jī)電設(shè)備起著不可忽視的作用[3],它使復(fù)雜的調(diào)速控制變得簡(jiǎn)單,使電機(jī)可以在穩(wěn)定的電流、電壓條件下運(yùn)行。如果變頻啟動(dòng)裝置出現(xiàn)故障,則會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行。因此,提高機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置的故障檢測(cè)效率和檢測(cè)精度就顯得十分重要。然而,目前的檢測(cè)方法仍然存在檢測(cè)效率和檢測(cè)精度低等缺點(diǎn),亟需研究一種新的故障檢測(cè)方法。

1變頻啟動(dòng)裝置故障智能檢測(cè)方法研究

采用M16547HVC型單片機(jī)作為檢測(cè)裝置的核心,在裝置上設(shè)置啟動(dòng)、復(fù)位、消音和停機(jī)等按鍵對(duì)該裝置進(jìn)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(cè)

通過線纜上的感應(yīng)圈對(duì)交流電進(jìn)行采集。在采集過程中,首先需要對(duì)電流進(jìn)行預(yù)處理,再對(duì)處理過的電流進(jìn)行濾波處理。采集過程如下:將兩個(gè)二極管和電阻并聯(lián),然后將其連接到線纜上的感應(yīng)圈上,對(duì)切斷線圈的導(dǎo)通進(jìn)行設(shè)定,確保二極管能夠消除相應(yīng)的開關(guān)電弧,吸收電磁釋放的高壓,這樣感應(yīng)圈就能采集到交流電。當(dāng)電流發(fā)生突變時(shí),需要對(duì)因突變而導(dǎo)致的故障進(jìn)行檢測(cè)。一般情況下,出現(xiàn)的故障多為短路,這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生突變電流。在此情況下要對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè),需要先對(duì)電流進(jìn)行整流處理,然后通過處理多個(gè)分電路得到脈沖信號(hào),再選用低電壓對(duì)故障檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

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(shí)現(xiàn)對(duì)DsHH射頻進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)、調(diào)制等。無(wú)線射頻要求所用的電源電壓要達(dá)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(wú)線射頻的收發(fā)實(shí)現(xiàn)與故障測(cè)定單元的信息通信。

1.3故障定位

故障定位通過監(jiān)測(cè)一些啟動(dòng)裝置中的重要變量實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)這些變量信號(hào)的采集和處理,再對(duì)其進(jìn)行定位和檢測(cè)。假設(shè)用x代表傳感器的信號(hào),用yx代表信號(hào)的閾值。當(dāng)x<yx時(shí),啟動(dòng)裝置運(yùn)行狀態(tài)正常:反之,則出現(xiàn)異常狀態(tài)。對(duì)于那些有較大危害的故障檢測(cè),需要融合多個(gè)傳感器的信息,再對(duì)其進(jìn)行定位和檢測(cè)。

1.4故障檢測(cè)頻率的計(jì)算

機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置故障檢測(cè)頻率是對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)的重要條件,通過掌握故障頻率,可以據(jù)此將一段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)次數(shù)較少的故障實(shí)行降級(jí)檢測(cè)。由于每天對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)的次數(shù)一直在變化,導(dǎo)致每天的檢測(cè)頻率有所不同。通過該方法,對(duì)啟動(dòng)裝置的啟動(dòng)失敗、超速、滑油壓力不足、發(fā)電機(jī)過載和蓄電池電壓低等故障進(jìn)行檢測(cè)。

1.5脈沖信號(hào)的檢測(cè)

采用智能檢測(cè)方法,當(dāng)檢測(cè)到啟動(dòng)裝置發(fā)生故障時(shí),該方法可以通過燒斷熔斷絲或者跳閘報(bào)警對(duì)啟動(dòng)裝置進(jìn)行保護(hù),還能自動(dòng)判斷故障的嚴(yán)重程度和發(fā)生故障的器件。當(dāng)發(fā)生缺相時(shí),采集到的電流被處理后,電壓會(huì)降低,由于濾波的電容值比較小,會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)大,發(fā)生導(dǎo)通斷續(xù)的情況,輸入的信號(hào)則會(huì)形成一個(gè)脈沖信號(hào)。通過對(duì)脈沖信號(hào)的檢測(cè),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的檢測(cè)。

2實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證提出的檢測(cè)方法的有效性和檢測(cè)精度,在相同條件下,分別采用智能檢測(cè)方法和傳統(tǒng)檢測(cè)方法,在Z0N模式、J0K模式和N0M模式下,對(duì)機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置故障進(jìn)行檢測(cè)。在3種模式下,對(duì)兩種方法的檢測(cè)效率進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)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(cè)方法的檢測(cè)效率為97.89%,而傳統(tǒng)方法的檢測(cè)效率為72.36%:在J0K模式下,智能檢測(cè)方法的檢測(cè)效率為97.99%,而傳統(tǒng)方法的檢測(cè)效率為73.46%:在N0M模式下,智能檢測(cè)方法的檢測(cè)效率為98.24%,而傳統(tǒng)方法的檢測(cè)效率為75.42%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的檢測(cè)效率相比,本文提出的智能檢測(cè)方法的檢測(cè)效率更高。

在Z0N模式、J0K模式和N0M模式3種模式下,對(duì)兩種方法的檢測(cè)精度進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)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(cè)方法進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí),故障檢測(cè)精度曲線的波動(dòng)比較小,基本保持在90%左右,而且隨著故障檢測(cè)數(shù)據(jù)量的增加,檢測(cè)精度也隨之提升。而采用傳統(tǒng)方法,其檢測(cè)精度曲線的波動(dòng)比較大,且檢測(cè)精度的平均值約為35%,當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)量為250M時(shí),檢測(cè)精度出現(xiàn)最大值,其最大值為45%。通過對(duì)比可以明顯看出,智能檢測(cè)方法的檢測(cè)精度更高。

綜合兩種方法的檢測(cè)效率和檢測(cè)精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),本文提出的智能檢測(cè)方法具有更高的檢測(cè)效率和檢測(cè)精度,具有更強(qiáng)的實(shí)用性。

3結(jié)語(yǔ)

機(jī)電設(shè)備的變頻啟動(dòng)裝置是保證機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行的重要裝置。若變頻啟動(dòng)裝置出現(xiàn)故障,則會(huì)影響機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。因此,檢測(cè)機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置故障,對(duì)于提高機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性,保證機(jī)電設(shè)備能夠安全運(yùn)行具有非常重要的意義。研究機(jī)電變頻啟動(dòng)裝置故障智能檢測(cè)方法可以有效提升故障檢測(cè)率和檢測(cè)精度。