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故障診斷新技術(shù)范文1
（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司曲靖供電局，云南曲靖655000）
摘要：對(duì)電力電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)是目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛和有效的試驗(yàn)方法，但其仍無(wú)法對(duì)電纜的輕微性絕緣故障進(jìn)行有效檢測(cè)?，F(xiàn)介紹一種將高電壓試驗(yàn)技術(shù)與電纜局部放電測(cè)量和定位技術(shù)融合在一起的電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)，詳細(xì)分析該系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，并通過(guò)該技術(shù)在高壓實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際應(yīng)用，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，提出了后續(xù)建議。
關(guān)鍵詞 ：局部放電；串聯(lián)諧振設(shè)備；高壓濾波器；定位
0引言
隨著城市電網(wǎng)電壓等級(jí)和纜化率的提高以及部分電力電纜使用年限的增加，如何對(duì)電力電纜輕微性絕緣故障進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估以便擬定科學(xué)的檢修策略，成為電力工作者迫切希望解決的技術(shù)難題。
目前，工頻或類工頻交流耐壓試驗(yàn)由于試驗(yàn)狀況接近電纜的運(yùn)行工況而成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的試驗(yàn)方法，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用方面，調(diào)頻型串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置由于重量輕、體積小、變頻電源輸出功率僅為試驗(yàn)功率的1/Q等優(yōu)點(diǎn)已成為高電壓試驗(yàn)中一種新的方法與潮流，但其只能通過(guò)電纜絕緣是否擊穿得出絕緣狀況好與不好的定性結(jié)論，無(wú)法對(duì)電纜絕緣的中間狀態(tài)進(jìn)行定量評(píng)估。針對(duì)以上方法的缺點(diǎn)，應(yīng)用將串聯(lián)諧振試驗(yàn)技術(shù)與局部放電測(cè)量和定位技術(shù)相結(jié)合的電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)已成為當(dāng)今電纜絕緣測(cè)試與安全評(píng)估的重要趨勢(shì)。
1電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)技術(shù)分析
1.1系統(tǒng)局部放電檢測(cè)原理
系統(tǒng)所采用的電力電纜局部放電檢測(cè)方法為脈沖電流法，又叫ERA法，這也是IEC60270和GB/T7354—2003《局部放電測(cè)量》規(guī)定的測(cè)量方法。如圖1所示，其基本原理為：電力電纜在加壓情況下發(fā)生局部放電時(shí)，近端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電壓，此時(shí)經(jīng)過(guò)一耦合電容耦合到檢測(cè)阻抗上，回路中就會(huì)產(chǎn)生一脈沖電流，脈沖電流流過(guò)檢測(cè)阻抗將產(chǎn)生脈沖電壓，將脈沖電壓予以采集、放大和顯示處理，就可測(cè)定局部放電的基本放電量。
1.2系統(tǒng)局部放電定位原理
局部放電定位首先要獲取電纜長(zhǎng)度信息，該系統(tǒng)利用脈沖反射法來(lái)測(cè)量電纜長(zhǎng)度：采用任意波形信號(hào)發(fā)生器向被試電纜施加一個(gè)窄脈沖，此脈沖沿電纜正向傳播，經(jīng)一定的延時(shí)T到達(dá)終端，并產(chǎn)生反射現(xiàn)象。如果不考慮信號(hào)的衰減，則反射信號(hào)的幅值與入射信號(hào)相同，而方向相反。反射信號(hào)經(jīng)過(guò)與入射信號(hào)相同的延時(shí)T到達(dá)發(fā)射端。在入射端測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間2T，并在電磁波的傳播速度v已知的前提下得到被試電纜的長(zhǎng)度。由于測(cè)試電壓較低，因此不必考慮電纜局部放電信號(hào)的影響。
電纜長(zhǎng)度計(jì)算公式為：
因此，在電纜長(zhǎng)度已知的前提下，只要測(cè)量出正向行波和反向行波到達(dá)近端的時(shí)間間隔Δt，就可以計(jì)算出局部放電發(fā)生的位置。
1.3電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
由于調(diào)頻型串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置中的變頻電源大多數(shù)為方波型電源，采用的是PWM原理進(jìn)行變頻逆變，所以本身局放量較大，對(duì)局放測(cè)量干擾比較嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電源干擾信號(hào)的有效降噪，該系統(tǒng)采用了π形結(jié)構(gòu)的高壓濾波器作為局部放電耦合器單元。局部放電耦合器單元是電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的核心部件，是連接高壓源和局放數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的橋梁，應(yīng)根據(jù)調(diào)頻型串聯(lián)諧振試驗(yàn)電源設(shè)計(jì)相應(yīng)局部放電耦合器單元。
將調(diào)頻型串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置、高壓π形濾波器和局部放電測(cè)量與評(píng)估系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，即可組成電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)。
2電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
2.1現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用范圍和限制條件總結(jié)
當(dāng)進(jìn)行新電纜交接和電纜大修時(shí)，由于IES?1000測(cè)試系統(tǒng)局部放電測(cè)量靈敏度高，測(cè)試系統(tǒng)將配合交流耐壓試驗(yàn)進(jìn)行，對(duì)電纜進(jìn)行局部放電測(cè)量，如果未發(fā)現(xiàn)局部放電則電纜投入運(yùn)行，如發(fā)現(xiàn)局部放電則進(jìn)行絕緣狀況評(píng)估、局放故障類型分析和局放位置精確定位，并采取措施進(jìn)行檢修或替換。
當(dāng)電纜正常運(yùn)行時(shí)，如通過(guò)在線檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)電纜有局部放電現(xiàn)象，則應(yīng)對(duì)該電纜進(jìn)行計(jì)劃停電，切換到備用線路，然后利用IES?1000測(cè)試系統(tǒng)局部放電測(cè)量靈敏度高和具備定位功能的特點(diǎn)對(duì)電纜進(jìn)行絕緣狀況評(píng)估、局放故障類型分析和局放位置精確定位，并采取措施進(jìn)行檢修或替換。
2.2應(yīng)用實(shí)例分析
由于目前110kV運(yùn)行電纜不易停電檢測(cè)，該應(yīng)用實(shí)例主要是在實(shí)驗(yàn)室對(duì)廢舊電纜進(jìn)行試驗(yàn)，電纜局部放電模型是針刺模型，通過(guò)在電纜絕緣層上扎入一根大頭釘來(lái)實(shí)現(xiàn)，該釘上部必須與電纜的金屬護(hù)套相接觸，即與地連接，該釘?shù)牡撞考舛松陨栽胫鹘^緣即可在加壓下形成不均勻電場(chǎng)，嚴(yán)禁將釘子貫穿主絕緣而造成短路。
在此次試驗(yàn)中，電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估結(jié)果如下：
（1）最大局部放電量為4640pC，表明該電纜應(yīng)采用定位功能查找缺陷點(diǎn)，進(jìn)行修補(bǔ)或更換。
（2）大于350pC的局部放電數(shù)量為277個(gè)，所占比重為74.06%，表明電纜局部放電量總體較大。
（3）在60周波內(nèi)采集的局部放電總數(shù)為374個(gè)，表明局部放電活躍程度一般。
根據(jù)以上電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，采用了電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)中的局部放電定位技術(shù)查找輕微性絕緣故障點(diǎn)。定位試驗(yàn)數(shù)據(jù)共采集了20次，兩個(gè)光標(biāo)之間的時(shí)間差即正反向波形的時(shí)間差為2.275μs，已知電纜長(zhǎng)度為300m，代入式（4）可得，局部放電點(diǎn)離測(cè)量近端距離為106m左右，這與實(shí)際的電纜局部放電模型所在點(diǎn)（離測(cè)量近端105m）幾乎一致，因此可證明電力電纜安全檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)局部放電定位功能是有效的。
3結(jié)語(yǔ)
根據(jù)電纜故障的發(fā)展過(guò)程可知，一般輕微性絕緣故障經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)形成絕緣擊穿，且伴隨著局部放電由弱到強(qiáng)的過(guò)程。因此，如果能在出現(xiàn)輕微性絕緣故障時(shí)采用局部放電測(cè)量定位技術(shù)發(fā)現(xiàn)它并采取措施，將可避免更大的損失。
［
參考文獻(xiàn)］
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故障診斷新技術(shù)范文2
關(guān)鍵詞： 電子信息系統(tǒng)； 故障診斷； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)； 故障字典
中圖分類號(hào)： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）20?0166?05
目前，電子信息系統(tǒng)的復(fù)雜化、自動(dòng)化和信息化程度越來(lái)越高，對(duì)可靠性、可維修性和技術(shù)保障能力的要求日趨迫切。系統(tǒng)中每一個(gè)部件發(fā)生故障都可能會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，影響系統(tǒng)效能發(fā)揮或造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電子信息系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)早已得到世界各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)部門的重視[1]。電子信息系統(tǒng)的功能電路大部分為模擬電路，許多元件參數(shù)具有很大的離散性，即具有容差。容差的普遍存在，導(dǎo)致實(shí)際故障的模糊性，加大了其故障定位的困難系數(shù)[2]。因此，針對(duì)該型電子信息系統(tǒng)的電路原理，綜合運(yùn)用故障字典和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的故障診斷方法，研究某型電子信息系統(tǒng)模塊級(jí)故障診斷技術(shù)，具有一定的理論意義和和重要的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，本文研究的成果可以推廣到其他型號(hào)的電子信息系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究[3]。
1 故障診斷流程圖和電路仿真
1.1 功能模塊級(jí)故障診斷流程圖
首先對(duì)某型電子信息系統(tǒng)需要診斷的電路進(jìn)行仿真，然后將得到的數(shù)據(jù)建成故障字典，最后，在故障字典中找出具有典型性的故障數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用BP神經(jīng)網(wǎng)將故障定位在具體的元器件上。圖1為模塊級(jí)故障診斷流程圖。
1.2 電路仿真
某型電子信息系統(tǒng)中的典型電路圖如2所示。
（1）晶體管的故障模型
由于無(wú)源元器件如電阻、電容的可靠性較高，發(fā)生故障的概率較小，因此假設(shè)電路中電阻、電容均無(wú)故障，只有5個(gè)晶體管出現(xiàn)故障。通過(guò)對(duì)故障晶體管的分析，將其的故障表現(xiàn)歸結(jié)為三類：內(nèi)部短路、內(nèi)部開(kāi)路、局部擊穿?？紤]到以下的事實(shí)：開(kāi)路的引腳不能與其他引腳短路、擊穿；兩個(gè)引腳開(kāi)路等效于三個(gè)引腳同時(shí)開(kāi)路；兩個(gè)PN結(jié)短路，等效于三個(gè)引腳同時(shí)短路；將三類故障在晶體管的三個(gè)引腳、兩個(gè)PN結(jié)之間進(jìn)行故障組合后，可歸結(jié)為21種故障類型[4]，見(jiàn)表1。
（2）故障近似模型
在電路仿真的過(guò)程中，對(duì)使用最多的雙極型晶體管的近似故障模型進(jìn)行研究，使用一種基于晶體管正常模型——GP模型為故障近似模型[5]。為使用軟件進(jìn)行故障模擬，下面給出晶體管的故障模型，見(jiàn)圖3。其中故障引腳電阻RC，RB，RE為晶體管各引腳與電路相應(yīng)節(jié)點(diǎn)間的串聯(lián)電阻；故障結(jié)電阻RBC，RBE，RCE。分別為并聯(lián)于晶體管某兩引腳之間的電阻，用于模擬晶體管PN結(jié)的短路和擊穿。
正常情況下，故障引腳電阻RC，RB，RE阻值近似為零；故障結(jié)電阻RBC，RBE，RCE阻值為無(wú)窮大。仿真時(shí)，按如下方法設(shè)置電阻阻值：
（1）某引腳開(kāi)路，對(duì)應(yīng)的故障引腳電阻阻值設(shè)置為無(wú)窮大，文中設(shè)置為10 000 Ω。
（2）某兩引腳短路，對(duì)應(yīng)的故障結(jié)電阻阻值設(shè)置為0 Ω（此處為理想值）。
（3）某兩引腳擊穿時(shí)，對(duì)應(yīng)的故障結(jié)電阻阻值設(shè)置為700 Ω（PN結(jié)擊穿后電阻阻值一般在500～1 500 Ω之間）。
（3）仿真軟件
仿真軟件選擇的是Multisim，該軟件操作簡(jiǎn)單、快捷，最主要的是它可以直接調(diào)用所需元器件，而不必近似地畫出被測(cè)電路的等效電路圖，使得仿真結(jié)果更加接近于真實(shí)值。
（4）仿真過(guò)程
圖4為某型電子信息系統(tǒng)中的典型電路在軟件Multisim仿真時(shí)的界面圖。
2 故障字典的建立
（1）故障定義
現(xiàn)將圖2電路中與晶體管相關(guān)的106種故障（包括正常狀態(tài)F0）定義列于表2中。表中V代表晶體管，s代表短路，o代表開(kāi)路，d代表?yè)舸?，b代表基極，e代表發(fā)射極，c代表集電極。例如V4ecsbed就代表第4個(gè)晶體管發(fā)射極和集電極短路，基極和發(fā)射極擊穿[6]。其他故障以此類推。
（2） 測(cè)試量
本電路共有106種情況，即1個(gè)正常情況和105種個(gè)故障情況。在9個(gè)測(cè)試點(diǎn)上共得到[106×9=954]個(gè)電壓值。模擬圖2進(jìn)行仿真，所得的954個(gè)數(shù)據(jù)列于表3。
（3）刪除不需要的測(cè)試點(diǎn)
由表3可見(jiàn)，節(jié)點(diǎn)1上的電壓不提供任何有用的信息，所以將其刪除。節(jié)點(diǎn)6和節(jié)點(diǎn)9上的電壓完全相同，所以刪除節(jié)點(diǎn)9。同一測(cè)試點(diǎn)，在兩種故障現(xiàn)象下，被測(cè)電壓之差超過(guò)0.1 V，則認(rèn)為這兩個(gè)故障可分離；若被測(cè)電壓之差不超過(guò)0.1 V，則認(rèn)為這兩個(gè)故障為不可惟一隔離的模糊故障組合。通過(guò)分析表中的數(shù)據(jù)，可以看到F2與F4等均為兩個(gè)不能唯一隔離的故障。
但由于它們皆與晶體管V1有關(guān)，任一故障可通過(guò)更換V1來(lái)排除，因此，無(wú)需進(jìn)一步隔離的必要[7]。類似情況，經(jīng)過(guò)整理就得到了一個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的故障字典列于表4。
3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠出色地解決那些傳統(tǒng)故障診斷方法難以解決的問(wèn)題，所以某型電子信息系統(tǒng)模塊級(jí)故障診斷系統(tǒng)采用故障字典和是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法，力求準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行功能模塊級(jí)故障診斷[8]。
3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷步驟
應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模擬電路故障的基本步驟為[9]：
（1） 建立故障字典或故障狀態(tài)表。應(yīng)用軟件模擬出對(duì)應(yīng)電路的正常狀態(tài)所對(duì)應(yīng)得各測(cè)試點(diǎn)的理論值，并把它建成一個(gè)故障字典或故障狀態(tài)表。
（2）建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。把故障字典或狀態(tài)表中的數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，按照電路故障特征點(diǎn)的數(shù)目以及所優(yōu)化處理得到的故障輸出類別的數(shù)目建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
（3） 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練、學(xué)習(xí)。設(shè)定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)速度、訓(xùn)練方法及相關(guān)參數(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練。
（4）利用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障隔離。將電路的故障字典建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中，網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)由電路的可測(cè)節(jié)點(diǎn)決定，輸出節(jié)點(diǎn)由故障狀態(tài)的數(shù)目決定。
輸出有多少個(gè)故障狀態(tài)，輸出層就選用多少個(gè)神經(jīng)元，每一種故障狀態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的神經(jīng)元。診斷是某種狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的那個(gè)神經(jīng)元被激活，輸出其對(duì)應(yīng)的編碼。
3.2 仿真試驗(yàn)及結(jié)果分析
（1） 本系統(tǒng)采用故障字典和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合故障診斷技術(shù)研究，采用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)電路的分析，選擇7個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。選擇6種故障現(xiàn)象作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出模式，因此實(shí)際的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入神經(jīng)元數(shù)為7，輸出神經(jīng)元數(shù)為6，隱含層的單元數(shù)按照前面介紹的公式計(jì)算為9。通過(guò)分析看到，在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端應(yīng)該有6個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)1個(gè)無(wú)故障和5個(gè)故障。網(wǎng)絡(luò)的期望輸出如表5所示。
將仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后，以實(shí)際故障樣本為網(wǎng)絡(luò)的原始訓(xùn)練樣本，網(wǎng)絡(luò)輸入層、隱含層和輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)分別取7、9和6，系統(tǒng)總誤差[E
最后，可用仿真得到的其余數(shù)據(jù)驗(yàn)證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練情況。表6為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。表7為驗(yàn)證數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的輸出結(jié)果。
（2） 由三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成的診斷系統(tǒng)在進(jìn)行故障診斷時(shí)，采取數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的正向推理策略，從初始狀態(tài)出發(fā)，向前推理，到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)為止。
故障診斷推理步驟如下：
①將故障樣本輸入給輸入層各節(jié)點(diǎn)，并將其作為該層神經(jīng)元的輸出；
②求出隱含層神經(jīng)元的輸出并作為輸出層的輸入；
③求出輸出層神經(jīng)元的輸出；
④由閾值函數(shù)判定輸出層神經(jīng)元的最終輸出結(jié)果[10]。
假設(shè)用[Yn]表示故障類型，則故障類型閾值判定函數(shù)為：
式中：[Φk=0.90]，當(dāng)某模式下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出大于0.90，而其他值均較小時(shí)，則可認(rèn)為發(fā)生了該故障。則表7變?yōu)橄鄳?yīng)的表8。
表8 整理結(jié)果
通過(guò)表8與表5的對(duì)比，可見(jiàn)仿真結(jié)果與事實(shí)相符。
4 結(jié) 語(yǔ)
本文針對(duì)某型電子信息系統(tǒng)的電路原理，綜合運(yùn)用故障字典和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的故障診斷方法，研究該型電子信息系統(tǒng)模塊級(jí)故障診斷技術(shù)，具有一定的理論意義和和重要的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，本文研究的成果可以推廣到其他型號(hào)的電子信息系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究。
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故障診斷新技術(shù)范文3
Abstract： The safe running of mine motor is an important part of safe production in mine， so it is important to remove the potential risk of mine motor and timely diagnose the failure as soon as possible. According to the characteristics of the closed and explosion proof mine motor， the online monitoring is used to take vibration detection for the imbalance of motor bearing and rotor and analyze the vibration information， and compare the bearing failure characteristic frequency and the rotation of the rotor fault characteristic frequency， try to find fault reason， providing scientific basis and advanced method for fault diagnosis of mine motor.
關(guān)鍵詞： 振動(dòng)信號(hào)分析技術(shù)；礦用電機(jī)；軸承；轉(zhuǎn)子不平衡
Key words： vibration signal analysis technology；mining motor；bearing；rotor imbalance
中圖分類號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）08-0037-03
0 引言
礦山生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)的是安全，在礦山生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，防患于未然，將問(wèn)題解決在事故發(fā)生之前是每個(gè)礦山生產(chǎn)過(guò)程中的重要工作，要保證設(shè)備的安全運(yùn)行，每個(gè)環(huán)節(jié)都不容忽視，尤其是礦用電機(jī)的安全運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于生產(chǎn)系統(tǒng)的心臟，一旦發(fā)生故障，將造成重大損失。電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障的因素很多，通常出現(xiàn)的故障有：轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、軸承磨損、轉(zhuǎn)子摩擦劑浮動(dòng)密封故障等，但其中電動(dòng)機(jī)軸承磨損和電軸在使用過(guò)程中轉(zhuǎn)子不平衡，是電動(dòng)機(jī)最主要的，也是對(duì)電機(jī)使用造成影響最大的故障。為及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采用對(duì)電動(dòng)機(jī)線監(jiān)測(cè)方式，隨時(shí)采集電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析對(duì)比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為排除故障提供了可靠依據(jù)，由于礦用電動(dòng)機(jī)具有封閉性和防暴性的特點(diǎn)，無(wú)法測(cè)量軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)，在對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡檢測(cè)時(shí)，采用測(cè)點(diǎn)為水平和垂直方向進(jìn)行檢測(cè)分析，找到了故障原因。為礦用電動(dòng)機(jī)的故障診斷提供了一種定量分析的先進(jìn)方法。下面針對(duì)礦用通風(fēng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中的故障進(jìn)行實(shí)例分析。
1 電動(dòng)機(jī)軸承故障診斷
礦山通風(fēng)機(jī)是礦井重要的設(shè)備之一，為保證通風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，對(duì)在井口外的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為JK630-2電機(jī)，配置了VIBXPERT雙通道振動(dòng)數(shù)采器及FFT頻譜分析儀，在電動(dòng)機(jī)前、后軸承處用八個(gè)測(cè)點(diǎn)分別對(duì)軸承徑向與軸向方向進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，圖1為通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)測(cè)點(diǎn)分布圖。
電動(dòng)機(jī)及其軸承型號(hào)參數(shù)如下：電機(jī)型號(hào)JK630-2；功率：630Kw；轉(zhuǎn)速為2975r/min。軸承型號(hào)為：3E222，接觸角：0°，滾動(dòng)體直徑：30mm，軸承中經(jīng)：155mm，滾動(dòng)體個(gè)數(shù)：10。對(duì)電動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)了半個(gè)月后，對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在檢測(cè)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)前、后軸承處用八個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值均呈上升趨勢(shì)。從數(shù)據(jù)中看出，204測(cè)點(diǎn)的速度有效值上升幅度最大，由月初的2.97mm/s上升到月中的7.27mm/s。上升了1.45倍。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2372振動(dòng)烈度標(biāo)準(zhǔn)，屬于C類（還允許范圍）范圍。電機(jī)后軸承各測(cè)點(diǎn)（201、202、203、204）的在半個(gè)月中振動(dòng)值平均上升1.75倍；前軸承各測(cè)點(diǎn)（205、206、207、208）的振動(dòng)值平均上升幅度為1.61倍。超過(guò)了允許范圍。
為了確定故障性質(zhì)、部位及損壞程度，需要振動(dòng)波形共振調(diào)節(jié)包絡(luò)波進(jìn)行分析，圖2a、2b分別是201測(cè)點(diǎn)和206測(cè)點(diǎn)的時(shí)域波形（經(jīng)過(guò)共振調(diào)解濾波后的）；圖3a，3b分別是204測(cè)點(diǎn)和206測(cè)點(diǎn)的幅值頻譜圖。當(dāng)滾動(dòng)軸承正常時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，振動(dòng)小；當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)缺陷時(shí)，在運(yùn)行中就會(huì)產(chǎn)生沖擊，引起脈動(dòng)性振動(dòng)；從圖2a中振動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)了較大幅度的周期性沖擊脈沖信號(hào)。圖2b所示的時(shí)域波形則較平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的沖擊信號(hào)。在圖3a中信號(hào)在202.5HZ時(shí)振動(dòng)幅值較大，在二倍頻405.0Hz處有明顯諧波；圖3b中的譜峰呈衰減趨勢(shì)，沒(méi)有異常峰值出現(xiàn)。據(jù)圖3分析，在旋轉(zhuǎn)頻率（50Hz）處振動(dòng)幅值和二倍頻處雖然有譜峰出現(xiàn)，但振幅分量所占的比例并不大，所以，可基本排除轉(zhuǎn)子不平衡和不對(duì)中故障。故只對(duì)電機(jī)前、后軸承進(jìn)行故障特質(zhì)頻率分析。
通過(guò)計(jì)算得到軸承內(nèi)圈各故障特征頻率fi=297.5Hz；滾動(dòng)體故障頻率fr=124.3HZ；計(jì)算公式為：
①fi=nzfj±f（其中：n――為正整數(shù)，z――滾動(dòng)體數(shù)，f――軸轉(zhuǎn)速頻率，fj――一個(gè)滾動(dòng)體在內(nèi)圈上的通過(guò)頻率）；②fr=2nf0±fc（其中：n――為正整數(shù)，f0――滾動(dòng)體相對(duì)于保持架的通過(guò)頻率，fc――保持架轉(zhuǎn)速頻率）。
因此，從圖3a中202.5Hz處的譜峰可看出屬于該軸外圈故障特征頻率。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體經(jīng)過(guò)該缺陷時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，因而振動(dòng)幅值增大，頻譜圖上反映在故障特征頻率處出現(xiàn)較大譜峰。
從上述，通過(guò)振動(dòng)信號(hào)分析技術(shù)，得出一，在201測(cè)點(diǎn)（圖2a）時(shí)域波形圖上出現(xiàn)的沖擊脈動(dòng)信號(hào)是軸承故障特征；第二，204測(cè)點(diǎn)（圖3a）頻譜圖上較高譜峰處的頻率與軸承外圈特征頻率吻合；第三，電動(dòng)機(jī)后軸承各測(cè)點(diǎn)（205、206、207、208）振動(dòng)值平均上升幅度比以前軸承各測(cè)點(diǎn)（201、202、203、204）高出0.19倍，同時(shí)據(jù)后軸承時(shí)域波形圖和頻譜圖上都出現(xiàn)的軸承故障特征頻率，可判定振源來(lái)自后軸承；第四，電動(dòng)機(jī)前軸承時(shí)域波形圖和頻譜圖上均未發(fā)現(xiàn)異常，振動(dòng)值增大可判定是由于后軸承故障引起的。基于上述四點(diǎn)，可以確定電機(jī)后軸承外圈滾道內(nèi)出現(xiàn)了剝落坑。后經(jīng)停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)后軸承處外圈滾道內(nèi)有一處15mm×8mm、深為0.3mm的剝落坑，證實(shí)診斷結(jié)論正確。
2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的故障診斷分析
井口處電動(dòng)機(jī)采用的是防爆式封閉型電機(jī)，型號(hào)為：JB710M1-2型，額定轉(zhuǎn)速為：2986r/min，由于該電動(dòng)機(jī)無(wú)法測(cè)量軸向振動(dòng)信號(hào)，所以測(cè)點(diǎn)采取垂直和水平方向6個(gè)測(cè)點(diǎn)（如圖4所示）。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的在線監(jiān)測(cè)，采集了各測(cè)點(diǎn)的幅值頻譜圖，通過(guò)對(duì)頻譜圖上各頻率段的速度有效值數(shù)據(jù)分析（如表1所示），301、302、34、306各測(cè)點(diǎn)的速度有效值和位移峰的峰值都有不同程度的增大，速度有效值上升幅度分別為：301測(cè)點(diǎn)2.18倍，302測(cè)點(diǎn)2.36倍，304測(cè)點(diǎn)1.38倍，306測(cè)點(diǎn)2.19倍。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2986r/min，旋轉(zhuǎn)頻率為49.77Hz，接近50Hz，從所測(cè)數(shù)據(jù)看看出，在旋轉(zhuǎn)頻率（50Hz）處，各測(cè)點(diǎn)速度有效值都有不同程度增大，上升幅度分別為1.10倍、1.72倍和1.37倍，在兩倍頻和三倍頻處則增大極少；水平方向（302、306）均比垂直方向（301、304）的幅值大，圖5為第三個(gè)月某天采集的各測(cè)點(diǎn)的速度有效值頻譜圖，從四個(gè)測(cè)點(diǎn)的頻譜圖上可看出，都是在旋轉(zhuǎn)頻率（50Hz）處譜峰分量大，205Hz處有i少量譜峰，高倍頻率處也出現(xiàn)了少量譜峰，多次采集的頻譜圖都與圖5這天的頻譜圖基本相似。
從對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)分析，可總結(jié)出以下幾點(diǎn)：（1）電動(dòng)機(jī)各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值增大，主要源于旋轉(zhuǎn)頻率處振動(dòng)幅值增大，而旋轉(zhuǎn)頻率處振動(dòng)幅值比垂直方向大，是轉(zhuǎn)子不平衡特征之一；（2）水平方向振動(dòng)幅值比垂直方向大，也是轉(zhuǎn)子不平衡特征之一；（3）250.00Hz處有譜峰，但所占比例不大，估計(jì)滾動(dòng)軸承有磨損。
因此，判斷該電動(dòng)機(jī)振動(dòng)值增大的原因?yàn)檗D(zhuǎn)子不平衡引起的。在第三個(gè)月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)某天306測(cè)點(diǎn)的速度有效值高達(dá)8.32mm/s，按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2372標(biāo)準(zhǔn)屬于C區(qū)，而302、306測(cè)點(diǎn)的位移峰的峰值分別為51.3μm和58.1μm，均超過(guò)機(jī)械部《離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)技術(shù)條件》所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（主軸轉(zhuǎn)速≤3000r/min，雙振幅應(yīng)≤51μm），根據(jù)判斷，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了停機(jī)檢查，做轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)定調(diào)整，并及時(shí)更換了新軸承，運(yùn)行后振動(dòng)值恢復(fù)正常。
3 結(jié)論
振動(dòng)分析技術(shù)對(duì)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)測(cè)試和分析，可獲得機(jī)體、轉(zhuǎn)子或其他零部件的振動(dòng)幅值、頻率和相位三個(gè)要素，經(jīng)過(guò)對(duì)信號(hào)的分析處理與識(shí)別，了解到機(jī)器的振動(dòng)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)弱、振動(dòng)來(lái)源、故障部位和故障原因。本文通過(guò)在線監(jiān)測(cè)礦用電動(dòng)機(jī)，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)前、后軸承和電機(jī)殼體分布不同的測(cè)點(diǎn)，用振動(dòng)分析技術(shù)診斷出電動(dòng)機(jī)故障原因，經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，診斷結(jié)果正確性很高。VIBXPERT振動(dòng)數(shù)采器及FFT頻譜分析儀，是通過(guò)德國(guó)船級(jí)社認(rèn)證的，可將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，便于數(shù)據(jù)處理和分析，可處理成為多種能夠反映故障狀態(tài)的特征信息譜圖，為進(jìn)一步識(shí)別故障提供依據(jù)。振動(dòng)分析技術(shù)為礦用電動(dòng)機(jī)判斷故障，預(yù)報(bào)事故提供了可靠的保證和依據(jù)，為礦山安全生產(chǎn)，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。
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故障診斷新技術(shù)范文4
關(guān)鍵詞：汽車故障；診斷方法；發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)大眾對(duì)汽車的性能要求越來(lái)越高，新技術(shù)新工藝在提高汽車性能的同時(shí)，也使汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，也增加了汽車故障診斷的難度。傳統(tǒng)的汽車故障診斷方法已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車的需要，因此必須提高汽車診斷技術(shù)，本文就汽車故障診斷方法的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行有效探討。
1 常用的汽車故障診斷方法
汽車故障診斷方法主要分為人工經(jīng)驗(yàn)診斷法與儀器設(shè)備診斷法，下面就這兩種診斷方法展開(kāi)討論。
人工經(jīng)驗(yàn)診斷法主要是汽車維修診斷人員憑自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和掌握的知識(shí)技能，在汽車不解體或者汽車局部解體的狀況下，使用簡(jiǎn)單的操作工具，通過(guò)各種肢體動(dòng)作，一邊檢查一邊分析的方式，對(duì)汽車故障做出判斷，得出診斷結(jié)果。人工經(jīng)驗(yàn)診斷法主要有直接檢測(cè)法、順序檢查法、分段排除法等等。
儀器設(shè)備診斷法是最為常用的一種方法，主要是在汽車不解體的狀況下，運(yùn)用檢測(cè)儀器對(duì)汽車進(jìn)行綜合檢查，從而得出診斷數(shù)據(jù)的一種方法?，F(xiàn)代檢測(cè)儀器能夠?qū)z測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析、判斷并得出結(jié)論。這種故障診斷方法主要用于汽車檢測(cè)站、大型的維修企業(yè)以及特約維修服務(wù)站等等。
儀器設(shè)備診斷法主要使用四種故障診斷設(shè)備。第一是發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷設(shè)備。主要使用萬(wàn)用表、解碼器、示波器、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀、氣缸壓力表、氣缸壓力檢測(cè)儀、氣缸漏氣量檢測(cè)儀、缸壓正時(shí)檢測(cè)儀、汽油機(jī)點(diǎn)火示波器、油質(zhì)量檢測(cè)儀、光譜分析儀、閃光正時(shí)檢測(cè)儀等儀器。第二是底盤故障診斷設(shè)備。主要使用前輪定位儀、四輪定位儀、車輪平衡機(jī)、懸架裝置檢測(cè)臺(tái)、轉(zhuǎn)向系間隙檢測(cè)儀等儀器。第三是整車故障診斷設(shè)備。主要使用滑板式車輪側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)、車用油耗計(jì)、車速表試驗(yàn)臺(tái)、制動(dòng)減速度儀、制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、前照燈檢測(cè)儀等儀器。第四是專業(yè)綜合診斷技術(shù)。汽車維修站主要是運(yùn)用現(xiàn)代汽車故障檢測(cè)設(shè)備，在汽車不解體的狀態(tài)下，對(duì)汽車精細(xì)有效的診斷與分析。目前我國(guó)大部分汽車維修站都是由安全環(huán)保檢測(cè)線與綜合檢查站組成。汽車抵達(dá)汽車維修站后，維修站按照檢測(cè)工藝流程進(jìn)行檢測(cè)，按順序完成檢測(cè)。
2 汽車故障診斷方法的發(fā)展趨勢(shì)
首先，汽車故障診斷方法在發(fā)展過(guò)程中，將不斷運(yùn)用新理論與新技術(shù)，這是一個(gè)必然趨勢(shì)。汽車故障信息具有多特征性與模糊性等特征，現(xiàn)代非線性數(shù)學(xué)工具能夠有效地解決這一問(wèn)題，能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行提純?nèi)ピ搿⒆R(shí)別并進(jìn)行信息融合。新技術(shù)在汽車故障診斷方法中的具體應(yīng)用主要為以下幾點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車故障診斷技術(shù)、小波分析技術(shù)及基于模糊理論的汽車故障診斷系統(tǒng)。另外，隨著診斷技術(shù)大大發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)的快速發(fā)展，可以利用車載計(jì)算機(jī)對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等部件進(jìn)行故障診斷，車載計(jì)算機(jī)可以將診斷信息儲(chǔ)存并顯示出來(lái)，車載計(jì)算機(jī)診斷技術(shù)的發(fā)展將為廣大用戶提供便捷服務(wù)，能夠提高汽車的可靠性，這也是汽車故障診斷方法發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
其次，新信息在汽車故障診斷方法中的應(yīng)用也是一個(gè)重要趨勢(shì)。目前，汽車故障的振聲診斷研究中，大多是通過(guò)分析柴油機(jī)缸蓋、汽車變速箱等進(jìn)行研究，這都屬于單項(xiàng)靜態(tài)檢測(cè)，而利用機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)噪聲檢測(cè)分析的方法較少。這是因?yàn)槠嚨臉?gòu)造比較復(fù)雜，汽車內(nèi)部的振動(dòng)源較多，振動(dòng)頻率分布比較廣泛，振動(dòng)噪聲相互干擾；在汽車內(nèi)部發(fā)生振動(dòng)的零件較多，汽車正常工作的狀況下難以觀察到。目前，在汽車故障診斷中利用振動(dòng)噪聲進(jìn)行振動(dòng)還存在一定難度，這是因?yàn)榫唧w分析汽車構(gòu)建振動(dòng)的分析方法還不健全，對(duì)汽車構(gòu)件產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)機(jī)振動(dòng)噪聲傳播途徑缺乏研究。雖然針對(duì)汽車振動(dòng)參數(shù)與汽車內(nèi)部零構(gòu)件發(fā)生故障之間的關(guān)系，做過(guò)大量的研究實(shí)驗(yàn)，但是目前難以得出準(zhǔn)確性的結(jié)論。因此，有必要對(duì)汽車的振動(dòng)原理進(jìn)行深入研究，需要通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)研究來(lái)得出汽車零構(gòu)件發(fā)生振動(dòng)、產(chǎn)生噪聲并傳播噪聲的原理，要能夠確定汽車振動(dòng)信號(hào)與汽車的型號(hào)、運(yùn)行速度等因素之間的聯(lián)系。此外，若是能夠?qū)⒐こ虜?shù)學(xué)理論中的機(jī)械振聲檢測(cè)與車載檢測(cè)設(shè)備充分結(jié)合起來(lái)，就能夠?qū)\(yùn)行狀態(tài)下的汽車進(jìn)行有效地檢測(cè)與診斷，這樣就能夠通過(guò)振聲對(duì)汽車故障進(jìn)行有效的識(shí)別，并對(duì)汽車故障進(jìn)行分類，這樣能夠提高汽車的使用壽命。
第三，汽車故障診斷方法在發(fā)展過(guò)程中，汽車的檢測(cè)周期將延長(zhǎng)。隨著汽車制造質(zhì)量、性能、可靠性及使用壽命的提高，再加上我國(guó)公路狀況不斷提高，汽車出現(xiàn)故障的概率將大大降低，汽車的檢測(cè)周期將出現(xiàn)延長(zhǎng)趨勢(shì)。此外，我國(guó)汽車故障診斷方法將逐步向智能化方向發(fā)展。預(yù)測(cè)并監(jiān)控汽車的性能狀況是我國(guó)汽車故障診斷技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。故障診斷技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)檢測(cè)設(shè)備走向智能化、多功能化。而汽車故障原理分析技術(shù)、故障診斷信息的傳達(dá)識(shí)別技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，為智能化汽車故障診斷方法的發(fā)展提供了技術(shù)支持。最后，汽車故障診斷方法將逐步實(shí)現(xiàn)汽車檢測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)化。目前，我國(guó)許多汽車檢測(cè)站大都配備了計(jì)算機(jī)檢測(cè)管理系統(tǒng)，但是各地區(qū)的檢測(cè)站所使用的檢測(cè)技術(shù)是不同的。因此，隨著信息技術(shù)與管理技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)汽車故障診斷方法在發(fā)展過(guò)程中，將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，能夠做到全國(guó)汽車檢測(cè)站的信息資源共享、硬件與軟件資源共享。在這個(gè)基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)檢測(cè)管理系統(tǒng)能夠?qū)⑷珖?guó)的汽車檢測(cè)站聯(lián)合起來(lái)，能夠使各地區(qū)的交通管理部門及時(shí)了解各地區(qū)的汽車狀況。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，現(xiàn)代汽車故障診斷方法主要有人工經(jīng)驗(yàn)診斷與儀器設(shè)備診斷兩種方法，現(xiàn)代汽車故障診斷方法將診斷理論與診斷技術(shù)融合在一起，診斷設(shè)備具有多功能、集成化、智能化等特征。在其發(fā)展過(guò)程中，將進(jìn)一步應(yīng)用新技術(shù)與新信息，以此來(lái)優(yōu)化汽車故障診斷方法。也正是汽車故障診斷方法的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，才能夠推動(dòng)我國(guó)汽車維修行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]周汝勝，焦宗夏，王少萍.液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006.
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故障診斷新技術(shù)范文5
【關(guān)鍵詞】液壓系統(tǒng)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；故障診斷技術(shù)
一、液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)是隨著液壓設(shè)備不斷高度自動(dòng)化和復(fù)雜化以及對(duì)液壓系統(tǒng)工作可靠性要求越來(lái)越高而發(fā)展起來(lái)的，是針對(duì)現(xiàn)代液壓設(shè)備需要及時(shí)排除液壓故障而提出來(lái)的，是將醫(yī)療診斷中的基本思想推廣到液壓工程技術(shù)而形成的，是建立在液壓控制理論，信息理論和電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)等基礎(chǔ)上的一門綜合性新技術(shù)。液壓傳動(dòng)是三大傳動(dòng)技術(shù)之一，與機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本，并且功率大、響應(yīng)快、精度高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、制造等領(lǐng)域。
二、液壓系統(tǒng)的故障原因分析
（1）主觀診斷法。主觀診斷法主要是依靠簡(jiǎn)單的診斷儀器，憑借個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，判別故障發(fā)生的部位及其原因。這種方法要求診斷人員掌握豐富的故障機(jī)理知識(shí)和診斷經(jīng)驗(yàn)，需利用系統(tǒng)或元件的結(jié)構(gòu)、模型和功能等方面的知識(shí)，綜合分析才能了解。（2）基于模型診斷法?；谀Ｐ偷脑\斷法是先運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)手段描述系統(tǒng)某些可測(cè)量特征量，這些特征量在幅值、相位、頻率及相關(guān)性上與故障源之間存在著聯(lián)系，然后通過(guò)測(cè)量、分析、處理這些特征量信號(hào)，來(lái)判斷故障源所在。這種方法實(shí)質(zhì)上是以傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)為手段，以信號(hào)處理和建模處理為基礎(chǔ)的診斷技術(shù)。（3）智能診斷技術(shù)。液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)是人工智能技術(shù)在液壓系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)相互結(jié)合與發(fā)展進(jìn)步的結(jié)果。智能診斷的本質(zhì)特點(diǎn)是模擬人腦的機(jī)能，又能比人腦更有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，成功地識(shí)別和預(yù)測(cè)診斷對(duì)象的狀態(tài)。因此，智能診斷技術(shù)是液壓系統(tǒng)故障診斷的一個(gè)極具生命力的發(fā)展方向。目前的智能診斷研究主要從兩個(gè)方面開(kāi)展：基于專家系統(tǒng)的故障智能診斷技術(shù)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)。
三、液壓故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
（1）多種知識(shí)表示方法的結(jié)合。近幾年來(lái)，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)了一種稱為面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法，為這一問(wèn)題提供了一條很有價(jià)值的途徑。在面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法中，傳統(tǒng)的知識(shí)表示方法如規(guī)則、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等可以被集中在統(tǒng)一的對(duì)象庫(kù)中，而且這種表示方法可以對(duì)診斷對(duì)象的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行比較好的描述，在不強(qiáng)求知識(shí)分解成特定知識(shí)表示結(jié)構(gòu)的前提下，以對(duì)象作為知識(shí)分割實(shí)體，明顯要比按一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)求知識(shí)的分割來(lái)得自然、貼切。（2）經(jīng)驗(yàn)知識(shí)與原理知識(shí)的緊密結(jié)合。關(guān)于深淺知識(shí)的結(jié)合問(wèn)題，可以各自使用不同的表示方法，從而構(gòu)成兩種不同類型的知識(shí)庫(kù)，每個(gè)知識(shí)庫(kù)有各自的推理機(jī)，它們?cè)诟髯缘臋?quán)利范圍內(nèi)構(gòu)成子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)再通過(guò)一個(gè)執(zhí)行器綜合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)特定診斷問(wèn)題的專家系統(tǒng)。這個(gè)執(zhí)行器記錄診斷過(guò)程的中間結(jié)果和數(shù)據(jù)，并且還負(fù)責(zé)經(jīng)驗(yàn)與原理知識(shí)之間的“切換”。這樣在診斷過(guò)程中，通過(guò)兩種類型知識(shí)的相互作用，使得整個(gè)系統(tǒng)更加完善，功能更強(qiáng)。（3）多種智能故障診斷方法的混合。混合智能故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展有如下趨勢(shì)：由基于規(guī)則的系統(tǒng)到基于混合模型的系統(tǒng)、由領(lǐng)域?qū)＜姨峁┲R(shí)到機(jī)器學(xué)習(xí)、由非實(shí)時(shí)診斷到實(shí)時(shí)診斷、由單一推理控制策略到混合推理控制策略等。（4）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將得到重視和應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是繼多媒體技術(shù)以后另一個(gè)在計(jì)算機(jī)界引起廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)，它有四個(gè)重要的特征，即多感知性、對(duì)存在感、交互性和自主性。從表面上看，它與多媒體技術(shù)有許多相似之處。（5）數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能技術(shù)相互滲透。人工智能技術(shù)多年來(lái)曲折發(fā)展，雖然碩果累累，但比起數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展卻相形見(jiàn)絀。其主要原因在于缺乏像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)那樣較為成熟的理論基礎(chǔ)和實(shí)用技術(shù)。人工智能技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展表明，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以克服人工智能不可跨越的障礙，這也是智能系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。對(duì)于故障診斷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，知識(shí)庫(kù)一般比較龐大，因此可以借鑒數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)于信息存儲(chǔ)、共享、并發(fā)控制和故障恢復(fù)技術(shù)，改善診斷系統(tǒng)性能。
故障診斷新技術(shù)范文6
【關(guān)鍵詞】汽車；電控技術(shù)；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；診斷與維修
前言
近幾年來(lái)，新疆公路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷壯大，交通設(shè)施的不斷完善為汽車生產(chǎn)與銷售提供了廣闊空間，汽車企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力不斷增大。汽車公司想要在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中謀求生產(chǎn)和發(fā)展，須不斷增強(qiáng)自身實(shí)力，改造新技術(shù)，加速汽車部件的更新?lián)Q代。這就使得電控系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用日益普遍，進(jìn)而使汽車在整體結(jié)構(gòu)、工作原理及使用維修等方面發(fā)生了根本性變化[1]。只有不斷研究新技術(shù)，對(duì)汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障發(fā)生原理進(jìn)行分析，切實(shí)改善維修方法，才能解決“無(wú)能為力”的傳統(tǒng)檢修難題，為現(xiàn)代汽車的可靠性、安全性、舒適性以及環(huán)保性提供強(qiáng)有力保障。經(jīng)我公司技術(shù)人員的不懈研究，在汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的故障診斷與維修方面取得了一定進(jìn)展，現(xiàn)從電控技術(shù)入手，對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷及維修技術(shù)進(jìn)行探討，以期快速解決存在故障，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)機(jī)械性能的目的。
1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)
隨著新技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)在汽車底盤、車身及車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的內(nèi)容，主要由三部分組成，包括：電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）；電控點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）及怠速控制系統(tǒng)（ISC）[2]。任何一種電子控制系統(tǒng)，其基本組成大致相同，均由信號(hào)輸入裝置、電子控制單元（ECU）及執(zhí)行元件三大件組成。其工作原理是：信號(hào)輸入裝置，即各種傳感器對(duì)控制系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行采集控制，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)紼CU；ECU對(duì)傳感器提供的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理，由執(zhí)行器發(fā)出指令；執(zhí)行元件由ECU直接控制，將ECU作出的指令變成對(duì)控制對(duì)象的具體動(dòng)作。電控技術(shù)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，主要有：（1）提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性；（2）提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性；（3）降低排放污染；（4）改善發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能。
2.汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障
2.1線路故障方面
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，各個(gè)系統(tǒng)均由導(dǎo)線連接的，如導(dǎo)線將傳感器和執(zhí)行器與ECU進(jìn)行連接。若在運(yùn)行過(guò)程中，線路出現(xiàn)故障，將致使傳感器檢測(cè)信號(hào)在輸送過(guò)程中受阻，無(wú)法傳給ECU，ECU發(fā)出的指令也無(wú)法傳送到執(zhí)行器，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而發(fā)生異常情況，甚至引起意外事故的發(fā)生。通常情況下，線路故障是由于接線部位松脫、接觸不良等造成。
2.2元件老化或性能退化方面
長(zhǎng)期處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)將處于高溫狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)電子元件產(chǎn)生損害。長(zhǎng)期以往，便會(huì)出現(xiàn)元件老化或者性能退化情況，最終對(duì)電子元件的整體性能和使用功能產(chǎn)生影響。此外，若發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部長(zhǎng)期未清理，造成灰塵過(guò)多，也會(huì)對(duì)電子元件的使用功能產(chǎn)生影響。
2.3元件擊穿方面
元件擊穿會(huì)造成短路或者短路等情況，通常是由于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部電壓過(guò)大，或者長(zhǎng)期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱等引起的。若發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電容、三極管等發(fā)生元件擊穿，發(fā)生短路情況，將使得發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)失靈，出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)的情況。
3.汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷與維修
電控發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜，其故障抽象性更強(qiáng)，診斷難度更大，若采用傳統(tǒng)的故障診斷方法，將產(chǎn)生“無(wú)能為力”之感，對(duì)故障無(wú)從下手。但是，只要方法得當(dāng)，對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷與檢修就不是問(wèn)題。
汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)診斷與維修，常用的工具主要有：（1）跨接線。屬于專用導(dǎo)線，以兩端接頭形式不同為區(qū)分，以適應(yīng)不同位置的跨接，主要用于電路故障的診斷與維修。（2）測(cè)試燈。根據(jù)指示燈的亮度情況來(lái)對(duì)被測(cè)電路電壓高低進(jìn)行判斷，主要用于檢查電控元件電路情況。（3）數(shù)字萬(wàn)用表。其優(yōu)點(diǎn)突出，測(cè)量精密度較高，抗干擾能力強(qiáng)且測(cè)量范圍廣，在汽車診斷與維修中廣泛應(yīng)用。數(shù)字萬(wàn)能表主要用于電阻、電壓、電流等參數(shù)測(cè)量，作為電路通斷和電控元件技術(shù)狀態(tài)的判斷依據(jù)。（4）手動(dòng)真空泵。主要作用于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中的真空驅(qū)動(dòng)元件，作為一種抽真空的工具。（5）燃油壓力表。主要用于測(cè)量壇友供給系統(tǒng)中的燃油壓力。常用儀器主要有：噴油器清洗儀，故障診斷儀，示波器，信號(hào)模擬檢驗(yàn)儀及發(fā)動(dòng)機(jī)綜檢儀等。
汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷基本程序，分為向車主調(diào)查、外部檢查及調(diào)取故障碼三大步驟。對(duì)相應(yīng)故障的維修，需要注意以下幾個(gè)方面：（1）采取直觀診斷法對(duì)故障進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過(guò)維修經(jīng)驗(yàn)排除存在故障。（2）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行基本檢查，主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)基本怠速和基本點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行檢測(cè)與調(diào)整[3]。發(fā)動(dòng)機(jī)處于待檢狀態(tài)時(shí)，才能讀取電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障代碼。值得注意的是，不同車型的基本檢查程序、方法及步驟有所不同，維修過(guò)程中視具體車型而定。（3）在本車型相關(guān)資料指導(dǎo)的前提下，采取故障自診斷系統(tǒng)檢查故障。（4）若維修時(shí)用萬(wàn)用表對(duì)ECU及其控制電路故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要以該汽車的詳細(xì)維修技術(shù)為依據(jù)，避免不必要人為故障代碼的發(fā)生。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀態(tài)下各端子標(biāo)準(zhǔn)電壓值和各端子之間的標(biāo)準(zhǔn)電阻值等資料[4]。
除此之外，還要注意檢測(cè)不到故障并不能說(shuō)明故障不存在，因而在維修作業(yè)開(kāi)始之前，要反復(fù)確認(rèn)故障現(xiàn)象，然后確定故障發(fā)生的部位，分析故障發(fā)生的原因，再采取具體方法進(jìn)行故障修理。為避免維修中出現(xiàn)故障遺漏現(xiàn)象，在排除第一個(gè)故障后，應(yīng)再次對(duì)該回路或支路進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)確認(rèn)無(wú)故障后才算檢修完成。
4.小結(jié)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及公路網(wǎng)的不斷完善，汽車逐漸成為人們出行的主要交通工具之一，在使用過(guò)程中，不可避免地引起發(fā)動(dòng)機(jī)故障的發(fā)生。作為汽車的心臟，發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能對(duì)汽車使用壽命及使用安全性產(chǎn)生重要影響，這對(duì)汽車維修提出了更高的要求。在電子技術(shù)廣泛應(yīng)用的影響下，電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障的診斷與維修水平不斷提高，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障的復(fù)雜性與抽象性，對(duì)故障診斷與維修工作仍不能馬虎。技術(shù)人員及維修人員只有不斷研究，充分掌握現(xiàn)代化診斷與維修技術(shù)，才能更好發(fā)揮電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的重要作用，為人們安全出行提供保障。
參考文獻(xiàn)
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