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[摘 要]电机电器状态检测与故障诊断是设备故障诊断技术的一部分内容，明确并掌握电机电器故障诊断技术的原理、特点和方法等基本内容是一名合格的电气设备维护和管理人员所必备的知识，也是保障和提升电气设备维护管理水平、确保电气设备安全正常运行所必须的客观条件。本文将当前电机电器故障诊断技术的特点进行概述，并介绍电机电器故障诊断技术的常用技术，重点论述电机电器状态检测与故障诊断的方法和流程。
[关键词]电机电器 电气设备 状态检测 故障诊断
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0020-01
引言
设备诊断技术对保证设备的正常运行来说具有及其重要的现实意义，可以在设备带负荷运行时或者基本不拆卸的情况下通过检测和分析设备的状态参数，对其工作状态进行评判，判断其是否存在故障、异常，并发现异常和故障的具体位置和趋势，进而安排合适的修整方案。设备诊断技术包含三大部分的内容，即检查和发现异常——诊断故障类型和部位——分析故障类型，在此过程中需要用到的最基本的技术为检测、信号处理、识别、预测技术。
一、电机电器故障诊断技术的特点
首先，电机电器故障诊断技术涉及的领域较多，需要用到较多领域的技术知识，如电机学、高电压技术、材料工程学、信息工程学、计算机技术等。从电机电器的工作原理出发，其内部系统十分复杂，包括电路系统、磁路系统以及绝缘系统和通风散热系统、机械系统等等多个独立而又相互联系的系统。当电机电器运行过程中出行故障时，都会涉及到这些独立系统的故障。因而检修人员必须具备较高的综合素质，对电机电器涉及的领域都要有所涉猎。其次，检修人员必须熟悉诊断的对象。电机电器内部各个独立系统相互交错相互联系，出现故障的表现和原因往往十分多元化，涉及的不同系统较多，这无疑增加了电机电器整修的难度，因而检修人员必须对电机电器的运营过程、内部结构。工作方式和负荷具有详细的了解，并对常见的故障及其可能的产生原因具有一定的熟悉度和系统化的了解。最后，必须将其与继电保护系统严格区分开来。继电保护系统仅在故障发生时才产生相应的动作，没有预防和预测的功能，而点击诊断技术不仅可以根据早期出现的现象对故障进行预测，还可以对已发现的故障进行一定程度的诊断和发展趋势分析，并据此给出科学合理的检修方案。所以不能用单纯的继电保护来完全替代电机诊断技术，否则可能会给设备带来无法估量的损失和伤害。
二、电机电器故障诊断常用的技术
电机电器设备的故障诊断手段较为丰富，而且涉及领域广泛，属于新技术领域，目前常用的电机电器诊断技术有以下几种：
（1）铁谱技术（或称铁相学）：在70年代，出现了一种主要通过对机械内部磨损颗粒的大小、形态和成分进行分析，来得到机械在工作摩擦时的磨损状况及机理等信息的技术，在早期机械设备的节能和润滑剂方面的研究应用较为广泛。由该技术衍生而来的便是铁谱技术，它是将从润滑油样中的磨损颗粒检测并分离出来的技术，其中需要用到的仪器就是铁谱仪，其原理就是借助磁场将润滑油中的磨损颗粒分离出来，并用分析式铁谱仪进行进一步的分析。
（2）红外测温和热成像技术：在检测设备温度是否异常时常用的一种手段便是红外测温，可以不用接触到物体就获取其温度，使用的方法是测量物体辐射的红外光的方法。
（3）声发射技术：当机械构件的材料在力的作用下发生形变或者损坏时，就会以弹性波的形式向外释放出变性能，此种现象为人称为声发射。但是这只是形象的说法，人耳的听觉范围并不能捕捉到这种声发射，只能通过灵敏的仪器将其检测出来，并进行相应的分析，再根据检测到的声发射信号判断出发射源（即变形部位）的具体位置。
（4）力和扭矩的检测：在测量力和扭矩的过程中最常用也是最基本的方法是使用应变片。机械设备处于工作状态时，当被测量部位承受应力或扭矩，就会使应变片发生形变，此时应变片的电阻丝的长度和截面尺寸也会随之改变，此时用应变仪进行测量就可根据电阻值的变化得出该部位的应变量，进而经过计算得到该部位此时承受的应力和扭矩。
（5）电磁检测：电机电器的内部以及周围磁场的测量也可以用于诊断和检测设备的故障，也是一种较常用的检测手段，而且测量的内容可以是磁场的分布情况、谐波磁场以及漏磁场，一般而言测量的都是磁场分布中各点的磁通密度。
三、电机电器故障诊断的方法和流程
电机故障诊断中常用的方法有六种：（1）电流分析法：对机械负载电流的幅值和波形的监测以及频谱的分析确定机械故障的原因和受损程度；（2）振动诊断：检测电动机的振动频率和幅度，对得到的信息进行对应的处理和分析，进而诊断出受损部位和原因，再提出解决方案；（3）绝缘诊断：以电气试验和特殊的诊断技术为基础，主要针对机械内部绝缘部位的故障预测和诊断，并对其寿命进行预判；（4）温度诊断：监测各部分温度，对温度不达标的部分进行故障判断和预测；（5）换向诊断：针对直流电机的换向进行实时监测，使用机械和电气检测的方式找出阻碍或者影响换向的因素，并制定应对措施；（6）使用VA诊断技术（振声制定技术），采集诊断对象的驱动信号和噪声信号，分别进行处理后综合诊断，可以在很大程度上提升诊断的准确率。设备的诊断过程主要包含了六个环节：传感器、数据采集与预处理、数据处理、诊断决策（需要借助诊断软件）、运行设备、采取技术措施。
某公司所属的一台风机振动较大，对其正常运行产生了较大影响，受到委托我们对其进行了振动检测，检测的部位为电机两端轴承和风机两段轴承。根据得到的水平方向和垂直方向的振动图谱、波形图和频谱图，判断出此风机存在不平衡故障，建议立即关闭机器，进行转子动平衡实验，之后获得良好效果，机组故障清除成功。
四、结语
具体而言状态检测与故障诊断的作用可以归纳为监测与保护、分析与诊断和处理与预防三方面，可以极大地防止或减少机械突然出现故障而无法正常运行给企业带来损失。不同的设备故障诊断技术和方法所需的成本不同，最佳的使用条件也不同，在情况复杂的条件下需要组合使用，因而在实际使用过程中，需要检修人员必须对使用哪种技術最为便捷进行综合分析，得到最佳的应对方案。
参考文献
[1]赵晓东.电机转子检测方法及故障诊断技术研究[D].河北工业大学，2010-11-01.
[2]张晶莹，杨鹏.莱钢宽厚板主电机在线状态检测与故障诊断系统的研究与应用[J].硅谷，2011-01-23.
[3]王海铭.状态检测与故障诊断技术在大型电机故障诊断中的应用[J].机电信息，2011-06-25.
[关键词]电机电器 电气设备 状态检测 故障诊断
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0020-01
引言
设备诊断技术对保证设备的正常运行来说具有及其重要的现实意义，可以在设备带负荷运行时或者基本不拆卸的情况下通过检测和分析设备的状态参数，对其工作状态进行评判，判断其是否存在故障、异常，并发现异常和故障的具体位置和趋势，进而安排合适的修整方案。设备诊断技术包含三大部分的内容，即检查和发现异常——诊断故障类型和部位——分析故障类型，在此过程中需要用到的最基本的技术为检测、信号处理、识别、预测技术。
一、电机电器故障诊断技术的特点
首先，电机电器故障诊断技术涉及的领域较多，需要用到较多领域的技术知识，如电机学、高电压技术、材料工程学、信息工程学、计算机技术等。从电机电器的工作原理出发，其内部系统十分复杂，包括电路系统、磁路系统以及绝缘系统和通风散热系统、机械系统等等多个独立而又相互联系的系统。当电机电器运行过程中出行故障时，都会涉及到这些独立系统的故障。因而检修人员必须具备较高的综合素质，对电机电器涉及的领域都要有所涉猎。其次，检修人员必须熟悉诊断的对象。电机电器内部各个独立系统相互交错相互联系，出现故障的表现和原因往往十分多元化，涉及的不同系统较多，这无疑增加了电机电器整修的难度，因而检修人员必须对电机电器的运营过程、内部结构。工作方式和负荷具有详细的了解，并对常见的故障及其可能的产生原因具有一定的熟悉度和系统化的了解。最后，必须将其与继电保护系统严格区分开来。继电保护系统仅在故障发生时才产生相应的动作，没有预防和预测的功能，而点击诊断技术不仅可以根据早期出现的现象对故障进行预测，还可以对已发现的故障进行一定程度的诊断和发展趋势分析，并据此给出科学合理的检修方案。所以不能用单纯的继电保护来完全替代电机诊断技术，否则可能会给设备带来无法估量的损失和伤害。
二、电机电器故障诊断常用的技术
电机电器设备的故障诊断手段较为丰富，而且涉及领域广泛，属于新技术领域，目前常用的电机电器诊断技术有以下几种：
（1）铁谱技术（或称铁相学）：在70年代，出现了一种主要通过对机械内部磨损颗粒的大小、形态和成分进行分析，来得到机械在工作摩擦时的磨损状况及机理等信息的技术，在早期机械设备的节能和润滑剂方面的研究应用较为广泛。由该技术衍生而来的便是铁谱技术，它是将从润滑油样中的磨损颗粒检测并分离出来的技术，其中需要用到的仪器就是铁谱仪，其原理就是借助磁场将润滑油中的磨损颗粒分离出来，并用分析式铁谱仪进行进一步的分析。
（2）红外测温和热成像技术：在检测设备温度是否异常时常用的一种手段便是红外测温，可以不用接触到物体就获取其温度，使用的方法是测量物体辐射的红外光的方法。
（3）声发射技术：当机械构件的材料在力的作用下发生形变或者损坏时，就会以弹性波的形式向外释放出变性能，此种现象为人称为声发射。但是这只是形象的说法，人耳的听觉范围并不能捕捉到这种声发射，只能通过灵敏的仪器将其检测出来，并进行相应的分析，再根据检测到的声发射信号判断出发射源（即变形部位）的具体位置。
（4）力和扭矩的检测：在测量力和扭矩的过程中最常用也是最基本的方法是使用应变片。机械设备处于工作状态时，当被测量部位承受应力或扭矩，就会使应变片发生形变，此时应变片的电阻丝的长度和截面尺寸也会随之改变，此时用应变仪进行测量就可根据电阻值的变化得出该部位的应变量，进而经过计算得到该部位此时承受的应力和扭矩。
（5）电磁检测：电机电器的内部以及周围磁场的测量也可以用于诊断和检测设备的故障，也是一种较常用的检测手段，而且测量的内容可以是磁场的分布情况、谐波磁场以及漏磁场，一般而言测量的都是磁场分布中各点的磁通密度。
三、电机电器故障诊断的方法和流程
电机故障诊断中常用的方法有六种：（1）电流分析法：对机械负载电流的幅值和波形的监测以及频谱的分析确定机械故障的原因和受损程度；（2）振动诊断：检测电动机的振动频率和幅度，对得到的信息进行对应的处理和分析，进而诊断出受损部位和原因，再提出解决方案；（3）绝缘诊断：以电气试验和特殊的诊断技术为基础，主要针对机械内部绝缘部位的故障预测和诊断，并对其寿命进行预判；（4）温度诊断：监测各部分温度，对温度不达标的部分进行故障判断和预测；（5）换向诊断：针对直流电机的换向进行实时监测，使用机械和电气检测的方式找出阻碍或者影响换向的因素，并制定应对措施；（6）使用VA诊断技术（振声制定技术），采集诊断对象的驱动信号和噪声信号，分别进行处理后综合诊断，可以在很大程度上提升诊断的准确率。设备的诊断过程主要包含了六个环节：传感器、数据采集与预处理、数据处理、诊断决策（需要借助诊断软件）、运行设备、采取技术措施。
某公司所属的一台风机振动较大，对其正常运行产生了较大影响，受到委托我们对其进行了振动检测，检测的部位为电机两端轴承和风机两段轴承。根据得到的水平方向和垂直方向的振动图谱、波形图和频谱图，判断出此风机存在不平衡故障，建议立即关闭机器，进行转子动平衡实验，之后获得良好效果，机组故障清除成功。
四、结语
具体而言状态检测与故障诊断的作用可以归纳为监测与保护、分析与诊断和处理与预防三方面，可以极大地防止或减少机械突然出现故障而无法正常运行给企业带来损失。不同的设备故障诊断技术和方法所需的成本不同，最佳的使用条件也不同，在情况复杂的条件下需要组合使用，因而在实际使用过程中，需要检修人员必须对使用哪种技術最为便捷进行综合分析，得到最佳的应对方案。
参考文献
[1]赵晓东.电机转子检测方法及故障诊断技术研究[D].河北工业大学，2010-11-01.
[2]张晶莹，杨鹏.莱钢宽厚板主电机在线状态检测与故障诊断系统的研究与应用[J].硅谷，2011-01-23.
[3]王海铭.状态检测与故障诊断技术在大型电机故障诊断中的应用[J].机电信息，2011-06-25.