风电机组故障诊断最终版本（含目录） - 图文

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1.1故障诊断: ........................................................................................................................................ 4 1.2故障诊断的任务 .............................................................................................................................. 4 1.3振动的利用 ...................................................................................................................................... 4 1.4机械振动产生的原因: .................................................................................................................... 5 1.5振动的概念： .................................................................................................................................. 5 1.6每一振动参量都具有三个基本要素： .......................................................................................... 5 1.7机械振动的分类 .............................................................................................................................. 5 1.8机械振动定义： .............................................................................................................................. 9 1.9简谐运动： ...................................................................................................................................... 9 2.1传感器............................................................................................................................................ 10 2.2压电材料： .................................................................................................................................... 11 2.3电涡流式位移传感器 ..................................................................................................................... 11 2.4磁电式速度传感器 ........................................................................................................................ 11 2.5惯性式速度传感器 ........................................................................................................................ 12 2.6压电式加速度传感器 .................................................................................................................... 12 2.7电涡流位移传感器（非接触） .................................................................................................... 12 2.8振动的测试: .................................................................................................................................. 12 2.9常用的传感器有： ........................................................................................................................ 12 2.10振幅测量： .................................................................................................................................. 13 2.11振动检测系统的组成 .................................................................................................................. 13 2.12加速度传感器使用注意事项： .................................................................................................. 14 2.13测振系统的定度和校准 .............................................................................................................. 14 2.14测试系统的一般功能: ................................................................................................................ 14 2.15数据分析与处理的基本要求： .................................................................................................. 15 2.16传感器的灵敏度 .......................................................................................................................... 15 2.17最常用的振动测量 ...................................................................................................................... 15 2.18传感器的测量量程范围 .............................................................................................................. 15 2.19电压输出型压电加速度传感器的测量范围 .............................................................................. 15 2.20测试系统的调试 .......................................................................................................................... 15 3.1何谓旋转机械： ............................................................................................................................. 16 3.2旋转机械典型故障分析： ............................................................................................................ 16 3.3有、无量纲的统计特征值 ............................................................................................................ 16 3.4旋转机械的振动按转子系统在坐标平面内发生的振动形式分为如下三种： ......................... 16 3.5转子平衡时的基本特性： ............................................................................................................ 17 3.6转子振动的基本特性： ................................................................................................................ 17 3.7多跨转子轴系 ................................................................................................................................. 17 3.8转子振动的基本特性： ................................................................................................................ 17 3.9转子不平衡故障的频谱特征： .................................................................................................... 17

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3.10故障特征： .................................................................................................................................. 17 3.11转子不平衡故障的诊断： .......................................................................................................... 17 3.12转子不对中的类型 ....................................................................................................................... 18 3.13造成不对中的原因: .................................................................................................................... 18 3.14转子不对中的故障特征: .............................................................................................................. 18 3.15转子不对中的故障特征: ............................................................................................................ 18 3.16轴心轨迹： .................................................................................................................................. 18 3.17诊断方法: .................................................................................................................................... 18 4.1滚动轴承故障诊断概述 ................................................................................................................ 19 4.2轴承结构： .................................................................................................................................... 19 4.3滚动体类型 .................................................................................................................................... 19 4.4轴承基本代号、参数名称 ............................................................................................................ 19 4.5滚动轴承的主要故障形式与原因如下： .................................................................................... 20 4.6滚动轴承的振动机理与信号特征 ................................................................................................ 20 4.7滚动轴承的特征频率 .................................................................................................................... 21 4.8传感器和感应频率段的选择 ........................................................................................................ 21 4.9轴承故障信号分布的频段传感器和感应频率段的选择 ............................................................ 21 4.10信号拾取方式： .......................................................................................................................... 21 4.11滚动轴承故障信号分析方法 ...................................................................................................... 22 4.12 轴承故障诊断平台软件设计 ..................................................................................................... 22 4.13波形分析相关知识 ...................................................................................................................... 22 5.1齿轮箱故障原因和分类 ................................................................................................................ 22 5.2齿轮啮合的特征频率 .................................................................................................................... 23 5.3诊断小结 ........................................................................................................................................ 24 5.4小波的发展历史 ............................................................................................................................ 24 5.5小波定义 ........................................................................................................................................ 25 5.6CWT的变换过程 .............................................................................................................................. 25 5.7CWT小结 .......................................................................................................................................... 25 5.8小波包分解树 ................................................................................................................................ 26 5.9小波理论基础-二代小波 ............................................................................................................... 26 5.10实现 .............................................................................................................................................. 26 第6章无损检测技术在设备故障诊断中的应用 ............................................................................... 27 6.1 油样分析技术 ............................................................................................................................... 27 6.2油样的光谱分析技术 .................................................................................................................... 27 6.3光谱分析的磨损界限 .................................................................................................................... 27 6.4油样的铁谱分析技术 .................................................................................................................... 27 6.5铁谱分析仪的工作原理 ................................................................................................................ 28 6.6直读式铁谱仪 ................................................................................................................................ 28 6.7分析式铁谱仪 ................................................................................................................................ 28 6.8对铁谱片进行定性分析的方法主要有： .................................................................................... 28 6.9应用光谱、铁谱分析应注意的问题 ............................................................................................. 29

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6.10 声发射检测原理及特点 .............................................................................................................. 29 6.11红外无损检测 .............................................................................................................................. 30 7.1风机故障概述 ................................................................................................................................. 32 7.2齿轮箱故障 .................................................................................................................................... 33 7.3齿轮箱油泵过载 ............................................................................................................................. 33 7.4齿轮箱油封老化 ............................................................................................................................. 33 7.5风力发电机组齿轮油温度过高 ..................................................................................................... 33 7.6齿轮油位低 ..................................................................................................................................... 34 7.7齿轮油压力低 ................................................................................................................................. 34 7.8风机不能自行启动 ......................................................................................................................... 34 7.9叶轮主要故障 ................................................................................................................................. 34 7.10风轮转动时发出异常声响 .......................................................................................................... 34 7.11风速达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压 .................. 35 7.12调向不灵或不能调向 .................................................................................................................. 35 7.13风轮转动而发电机不发电（无电压） ...................................................................................... 35 7.14叶片动不平衡引起的振动故障 .................................................................................................. 35 7.15盐雾的危害 ................................................................................................................................... 36 8.1 电动机类型特点与测定标准 ........................................................................................................ 36 8.2电机振动的测量与判定标准 ........................................................................................................ 36 8.3电机振动的测定方法 .................................................................................................................... 37 8.4电机的安装要求 ............................................................................................................................ 37 8.5电机在测定时的状态： ................................................................................................................ 37 8.6定子异常产生的电磁振动 ............................................................................................................. 37 8.7气隙不均匀引起的电磁振动 ......................................................................................................... 37 8.7电动机异常振动的诊断检查过程 ................................................................................................ 38 8.8诊断的检测过程 ............................................................................................................................. 38 8.9电动机不能启动可能原因： ........................................................................................................ 38 8.10电动机带负载运行时转速低于额定值，可能原因： .............................................................. 39 8.11电机外壳带电可能原因： ........................................................................................................... 39 8.12轴承过热可能原因： ................................................................................................................... 39 8.13滑环火花过大可能原因： ........................................................................................................... 39 8.14电动机运转时声音不正常可能原因： ...................................................................................... 39 8.15电机温升过高或冒烟可能原因： .............................................................................................. 40 8.16三相异步电动机发生故障 .......................................................................................................... 40 8.17常见的人工智能技术 .................................................................................................................. 40 8.18模拟电路故障诊断中存在的主要难点可以总结为以下四个方面： ...................................... 40 8.19人工神经网络从以下四个方面去模拟人的智能行为 .............................................................. 41 8.20神经网络： .................................................................................................................................. 41 8.21人工神经元 .................................................................................................................................. 41 8.22神经网络在故障诊断中的应用 .................................................................................................. 41 8.23神经网络的基本功能 .................................................................................................................. 42

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9.1风电变流器系统功能： ................................................................................................................. 42 9.2风电变流器基本原理： ................................................................................................................ 42 9.3电气主接线中采用 ......................................................................................................................... 42 9.4变频器故障 ..................................................................................................................................... 43 9.5轻故障分类与报警:........................................................................................................................ 43 9.6重故障分类与报警:........................................................................................................................ 43 9.7单元欠电压: .................................................................................................................................. 43 9.8单元缺相: ...................................................................................................................................... 43 10.1组态软件通常有以下几方面的功能： ...................................................................................... 43 10.2组态软件主要解决的问题： ...................................................................................................... 44 10.3窗口............................................................................................................................................... 44 10.4工程浏览器 ................................................................................................................................... 44 10.5图形工具箱 ................................................................................................................................... 44 10.6图库管理器 ................................................................................................................................... 45 10.7系统要求--硬件配置 .................................................................................................................. 45 10.8创建简单工程(工程总体概况) ................................................................................................... 45 10.9使用组态软件的一般步骤 ........................................................................................................... 45 10.10选型说明 .................................................................................................................................... 46

1.1故障诊断:

利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测；而进一步确定故障所在大致部位的过程是故障定位。 1.2故障诊断的任务

1.3

振动的利用

琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等;电子谐振器；振动检测；振动 压路机;振动给料机;振动成型机等。

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1.4机械振动产生的原因:

根本原因是存在一个或几个力的激励。不同性质的力激起不同类型的振动。一般是在启动或者停止过程中的振动信号是非平稳的。设备在实际运行中，其表现的周期信号往往淹没在随机的振动信号中。若设备故障程度增加，则随机振动的周期成分加强，从而整台设备振动增大。因此，从某种意义讲，设备振动诊断的过程，就是从随机信号中提取周期成分的过程。 1.5振动的概念：

振动是物体运动的一种形式，它是指物体经过平衡位置而往复运动的过程。 振动可用位移、速度、加速度三个参量表征

1 位移：振动物体离开平衡位置的距离。常用（μm）、（mm）作单位。 2 振动速度：振动物体离开平衡位置的快慢，用（mm/s）作单位。

3 振动加速度：物体振动速度的变化率，位移的二阶导数，用g表示。 将振动参数随时间变化的状态画出来，叫振动波形。 1.6每一振动参量都具有三个基本要素： ? 振幅X、频率f、相位ψ。 ? 位移x=Xsin（ωt+φ0） ? φ0-----初始相位，rad。 ? ω----角频率。 1.7机械振动的分类

（1）按诊断的目的和要求分类：a、功能诊断和运行诊断；b、定期诊断和连续监控； c、直接诊断和间接诊断。 （2） 按诊断对象分类

●旋转机械诊断技术：如汽轮发电机组、燃气轮机组、水轮机组、风机及离心泵等。 ●往复机械诊断技术：包括内燃机、往复式压缩机及泵等。

●工程结构诊断技术：如海洋平台、金属结构、框架、桥梁、容器等。

●运载器和装置诊断技术：飞机、火箭、航天器、舰艇、火车、汽车、坦克、火炮、装甲车等。 ●通讯系统诊断技术：如雷达、电子工程等。按振动规律分类主要是根据振动在时间历程内的 变化特征划分。大多数机械设备的振动是周期振动、准周期振动、窄频带随机振动和宽频带随机振动的一种。

一般将机械振动划分为以下几种类型：

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（1）自由振动：是物体受到初始激励（脉冲）所引发的一种振动。振动靠初始激励一次性获得 振动能量，历程有限，一般不会对设备造成破坏。不是现场设备诊断所必须考虑的因素。

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自由振动给系统一定的能量后，系统产生振动。若系统无阻尼，则系统等幅振动；有阻尼， 则系统为衰减振动。 （1）自由振动方程：

对方程求解，得到： ；m 物体质量；k物体的刚度。

振动频率Wn与初始条件无关，完全由物体力学性质决定，称为固有频率。 结论：对复杂系统也成立；强迫振动、非线性振动也与此有关。

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强迫振动特点：如上图所示，衰减振动随时间推移而消失，而强迫振动则不受阻尼影响，是一种和激振力同频率的诊断。由此可见，强迫振动不仅与激振力的性质有关，而且与物体自身固有的特性有关（质量刚性阻尼）有关。

（3）自激振动：在没外力作用下，系统自身的原因所产生的激励而引起的振动。

要引起自激振动必须存在初始扰动，它的振幅并不随时间的推移而衰减，一旦出现自激振动，往往难以控制，如不及时处理，常因激烈振动而损坏设备。因机械故障而产生的振动，多属于受迫振动和自激振动。

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1.8机械振动定义：

物体或物体的某一部分在一定位置附近来回往复的运动 实例:心脏的跳动，钟摆，乐器，地震等 周期和非周期振动 1.9简谐运动：

具有加速度与位移的大小x成正比,而方向相反特征的振动称为简谐运动。 最简单、最基本的振动 谐振子作简谐运动的物体

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2.1传感器

又叫“一次”仪表，是一种器件，又称换能器或拾振器。它是感受物体振动并将其转换成电信号的一种传感元件。 它有两个作用：

? 其一是敏感作用，对被测对象某种物理量(如位移、速度、加速度或力)敏感，并完成对该被测量信号的拾取；

? 其二是变换作用，将被测非电量变换成电量输出将这些描述机械振动量的物理量转换成电量（电流、电压、电荷）或电参数（电阻、电容、电感）的变化，然后输至“二次”仪表进行放大及记录、显示或分析。 测振传感器的分类

某些晶体， 当沿着一定的方向受到外力的作用的时候，其内部的晶格会发生变化，产生极化现象，同时在晶体的两个表面上便产生了符号相反的电荷；当外力去掉以后，就又恢复到原来的

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不带电状态；当作用力方向改变时，所产生的电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，而力的大小与物体的运动加速度大小成正比：F＝ma，上述现象称为正压电效应。 2.2压电材料：

具有压电效应的材料称为压电材料 具有如下性能：

机械性能：压电元件是受力元件，因而它应有机械强度高，刚度大的特点。

电性能：具有较高电阻率和较大介电常数，以减弱外部环境的影响并获得良好低频特性。 时间稳定性：要求压电性能具有一定的稳定性。

压电加速度传感器的工作原理：如图是一个纵效应型的一种；

环境适应性：要求温度、湿度稳定性好压电加速度传感器的工作原理：如图是一个纵效应 型的一种；

由等效电路可知，压电式传感器不适合于静态量测量。因为只有当传感器内部信号电荷没有泄漏，且外电路负载非常大时，压电传感器受力后产生的电压或电荷才能长期保存下来，否则将以其时间常数按指数规律放电。 2.3电涡流式位移传感器

是一种非接触式测振传感器。

当传感器与被测物体的表面间隙较小的时候，电涡流也较强，阻抗较大，传感器最终的输出电压变小；当传感器与被测物体的表面间隙变大的时候，电涡流会变弱，阻抗变小，传感器最终的输出电压变大。涡流的强弱与间隙的大小成正比，因而，传感器的输出与振动位移成正比。涡流传感器已成系列，测量范围从±0.5mm至±10mm以上，灵敏阀约为测量范围的0.1%。常用的外径8mm的传感器与工件的安装间隙约1mm，在±0.5mm范围内有良好的线性，灵敏度为7.87mv/mm，频响范围为0～12000Hz。 2.4磁电式速度传感器

是惯性式传感器，它利用磁电感应原理把振动信号变换成电压信号，该电压值正比于振动速度值。它可用于测量轴承座、机壳或结构的振动（相对于惯性空间的绝对振动）。

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它直接安装在机器外部，使用维护极为方便。 2.5惯性式速度传感器

适用于测量轴承座、机壳等一般频带内的振动速度和振动位移（积分后）。 频带：大约5-500HZ (转速300-3000r/min)

测量更低的频率时，要求具有摆式结构的速度传感器。 2.6压电式加速度传感器

适用于测量轴承座、机壳等的绝对运动。 频带：带宽宽，一般为0.2Hz-20KHz

适合于测量高速转动激起及因气流脉动或者滚动轴承噪声引起的高频信号。 2.7电涡流位移传感器（非接触）

涡流传感器是利用转轴表面与传感器探头端部间的间隙变化来接收振动，从而避免了与轴表面的直接接触。

适用于测量转子相对于轴承的相对位移（包括轴心平均位置及振动位移）。大型汽轮机转子轴颈为300-400mm，转速为3000r/min,因此轴颈表面的线速度达到47-62m/s。 2.8振动的测试:

主要是指测定振动体的位移、速度、加速度的大小，以及振动频率、周期、相位、衰减系数、振型、频谱等。 2.9常用的传感器有：

压电式加速度计、磁电式加速度计。

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2.10振幅测量：

（2）复杂信号幅值的测量：当用电测法进行测量时，可将记录的振动波形幅值乘以相应的灵敏 度，即可得到振动体振动的幅值。测量值可以是位移、速度、加速度。

简谐振动频率测量方法：李莎如图像法、录波比较法、直读法、频谱分析法。 最多使用的方法是频谱分析法。 2.11振动检测系统的组成

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2.12加速度传感器使用注意事项：

（1）湿度影响：（2）温度影响：（3）电缆噪声：（4）接地回路噪声：（5) 传感器横向灵敏度的影响：

2.13测振系统的定度和校准

? 把测振传感器、放大器和记录仪器放在全套仪器测量系统中，求得测振仪最初输入量和最终输出量的关系---校准值。

? 分部校准：传感器校准、放大器校准、记录仪校准 ? 系统校准：对整个系统进行校准

? 静态校准法仅能用于校准具有零频率响应的传感器及测量仪器，如：电涡流式、电感式及电容式等相对式位移传感器。

? 绝对法将被校准拾振器固定在校准工作台上，用激光干涉测振仪直接测得振动台的振幅，在和被校准拾振器的输出比较，以确定被校准拾振器的灵敏度绝对校准法精度较高，但因设备和技术比较复杂，故适合计量部门采用。

? 相对法将待校准的传感器和经过国家计量部门严格校准过的传感器背靠背地安装在振动台上承受相同的振动。将两个传感器的输出比较，就可以计算出该频率点待校准的灵敏度。

在设计测试时应考虑到温度、湿度、腐蚀性空气、轴表面速度、轴表面速度、轴材料及表面洁净度、传感器所接触的工作介质（水、油）、振动冲击（两轴、三轴）、气体噪声、磁场、传感器的端部临近的金属物质、电源电压波动等因素。 2.14测试系统的一般功能:

（1）传感器、专用试调线路：将机械测量量最终变换为可以被一般测量仪所接收的，具有归一化的电信号。

（2）采集、分析：将前面获得的原始信号加以分析、处理并显示结果。

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2.15数据分析与处理的基本要求：

2.16传感器的灵敏度

灵敏度是传感器的最基本指标之一,其大小直接影响到传感器对振动信号的测量。 2.17最常用的振动测量

压电式加速度计灵敏度，电压输出型（IEPE 型）为50-100 mV/g，电荷输出型为10 -50 pC/g。 2.18传感器的测量量程范围

是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量范围越小，反之灵敏度越小则测量范围越大。

2.19电压输出型压电加速度传感器的测量范围

是由在线性误差范围内所允许的最大输出信号电压所决定，最大输出电压量值一般都为±5V。传感器的频率测量范围是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%, ±10%, ±3dB）传感器所能测量的频率范围。

频率范围的高、低限分别称为高、低频截至频率。截至频率与误差直接相关，所允许的误差 范围大则其频率范围也就宽。 2.20测试系统的调试

1、接地检查2、单个仪器检查：线性度、精度、一致性3、短路检查4、连接线编号、极性核对5、测试实验时故障排除

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3.1何谓旋转机械：

主要运动由旋转运动来完成的机械 汽轮机、离心式压缩机、水泵、风机，电动机

核心：转轴组件 转子、轴、齿轮传动件、叶轮、联轴器 滑动轴承、滚动轴承支座、定子、机座密封、密封装置

3.2旋转机械典型故障分析：

1转子不平衡的故障机理与诊断2不对中故障机理与诊断3油膜轴承的故障机理与诊断4旋转失速与喘振故障机理与诊断5动静件摩擦的故障机理与诊断6转子支承部件松动的故障机理与诊断7转轴裂纹的故障机理与诊断 3.3有、无量纲的统计特征值

3.4旋转机械的振动按转子系统在坐标平面内发生的振动形式分为如下三种： 横向振动、轴向振动、扭转振动，旋转机械故障所激发的振动多为横向振动。

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3.5转子平衡时的基本特性：

转子不平衡大多数情况下，旋转机械的转子轴心线是水平的，转子的两个支承点在同一水平线上。设转子上的圆盘位于转子两支点的中央转子开始转动后，由于离心力的作用，转子产生动挠度。此时，转子有两种运动：一种是转子的自身转，即圆盘绕其轴线AO′B的转动；另一种是弓形转动，即弯曲的轴心线AO′B与轴承联线AOB组成的平面绕AB轴线的转动。 3.6转子振动的基本特性：

对应于转子一阶横向固有频率的转速称为临界转速。以临界转速为分界可把转子系统分为两种：如果机器的工作转速小于临界转速，则称为刚性轴；如果工作速高于临界转速，则称为柔性轴。 3.7多跨转子轴系

由高压转子、中压转子、低压转子和发电机转子组成。 3.8转子振动的基本特性：

如果机器的工作转速小于临界转速，则称为刚性轴；如果工作转速高于临界转速，则称为柔性轴。

3.9转子不平衡故障的频谱特征：

振动幅值与转速平方成正比 工频的1倍频能量较大 同一平面x,y振动相位差90 转子不平衡故障的时域特征 呈现为类似简谐振动的波形 由于其他振动信号源（松动、不动中、轴承磨损、噪声）的影响，实际的信号不会是标准的正弦波。 3.10故障特征：

静不平衡、力偶不平衡的幅 值谱相似 静不平衡转子两侧轴承的振动相位相同

力偶不平衡，转子两侧轴承的振动相位相反，转子不平衡故障的特征小结：主要表现为径向振动 振动能量主要集中在工频的1倍频，振动幅值随转速升高而迅速增大 振动幅值不随负荷的增大而增大 同一平面X、Y方向振动相位差90°会引起地基的不均匀沉降。 3.11转子不平衡故障的诊断：

机器出现不平衡故障的同时，常常还伴有其他的问题，如：不对中、松动等。其他类的故障也会引起工频1倍频的振动能量。在给出结论前，需要进行综合分析。

据美国MONSANTO石化公司统计，旋转机械故障的50~60 %是由转子不对中引起的。

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3.12转子不对中的类型

轴承不对中：轴颈在轴承中偏斜 轴系不对中：各转子不处在同一直线上

平行不对中：轴线平行位移 角度不对中：轴线交叉成一角度 综合不对中：轴线位移且交叉 3.13造成不对中的原因:

安装误差 管道应变影响 温度变化热变形 基础沉降不均

危害:滚动轴承 振动噪声 过度磨损“卡死”滑动轴承 油膜承载失稳 半速涡动 油膜振荡严重时油膜破裂而烧损轴瓦.

角度不对中: 螺栓拉力作用下，两半联轴节中存在一个弯矩，力图减小两轴中心线的交角 轴旋转一周，弯矩作用方向交变一次，弯矩施加于轴的弯曲变形也每周变化一次，由此引起工频振动.上侧螺孔旋转到下侧时，螺孔距离增大，拉伸力变化一次。联轴节带着轴发生轴向蹿动，振动频率为转速频率下侧螺孔转到上侧时，螺孔距离变小，拉紧力减弱，不存在迫使轴产生轴向蹿动的力.

3.14转子不对中的故障特征:

振动的振幅与转子的负荷有关 负荷越大、振幅越大 不对中故障对转子的激励力随转速的升高而加大 激励力与不对中量成正比 轴系具有过大的不对中量时， 3.15转子不对中的故障特征:

振动幅值 振动频谱中2x幅值超过1x幅值约50％时，常常说明是径向不对中。2x值相对于1x幅值的高度常取决于联轴器的类型和结构。 2X幅值接近1X幅值是常见的，尤其是平行不对中严重时。轴向2x或3x幅值约是1x转数频率幅值的30％到50％时，说明是角向不对中。联轴节两侧轴承振动的相位差 平行不对中，径向振动差180. 角度不对中，轴向振动差180° 3.16轴心轨迹：

香蕉形、8字形、外圈中产生一个内圈.

不对中故障，除了1x，2 x频率外，还会出现3x倍频. 3.17诊断方法:

简易诊断 轴向振动 精密诊断

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4.1滚动轴承故障诊断概述

第一阶段:利用通用的频谱分析仪诊断轴承故障。 第二阶段:利用冲击脉冲技术诊断轴承故障 第三阶段:利用共振解调技术诊断轴承故障 第四阶段:以计算机为中心的滚动轴承监测系统

概述旋转机械是设备状态监测与故障诊断工作的重点，而旋转机械的故障有相当大比例与滚动轴承有关。滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％是因滚动轴承引起的 4.2轴承结构：

由内环、外环、滚动体和保持架组成 4.3滚动体类型

球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子和球面滚子等

1 球轴承分类:深沟球轴承\\角接触轴承\\调心球轴承\\推力球轴承\\带座轴承 2 滚子轴承:圆锥滚子轴承\\调心滚子轴承\\圆柱滚子轴承\\滚针轴承 3.角接触轴承 4.圆柱滚子轴承

4.4轴承基本代号、参数名称

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滚动轴承异常的基本形式滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可能会导致轴承过早损坏。 4.5滚动轴承的主要故障形式与原因如下：

(1).疲劳剥落这是滚动轴承常见的一种异常形式。 (2).磨损是滚动轴承另一种常见的异常形式。

(3).塑性变形轴承因受到过大的冲击载荷、静载荷、落入硬质异物等在滚道表面上形成凹痕或划痕。

(4).腐蚀润滑油、水或空气水分引起表面锈蚀（化学腐蚀）轴承内部有较大的电流通过造成的电腐蚀以及轴承套圈在座孔中或轴颈上微小相对运动造成的微振腐蚀(是微动磨损与腐蚀协同作用的结果)

(5).断裂过高的载荷会可能引起轴承零件断裂。

(6).胶合所谓胶合是指一个零部件表面上的金属粘附到另一个零件部件表面上的现象。 (7).保持架损坏这一损伤会进一步使振动、噪声与发热加剧，导致轴承损坏。 1.滚动轴承的磨损失效磨损是滚动轴承最常见的一种失效形式。

2. 滚动轴承的疲劳失效在滚动轴承中，滚动体或套圈滚动表面由于接触载荷的反复作用，表层因反复的弹性变形而致冷作硬化，下层的材料应力与表层出现断层状分布，导致从表面下形成细小裂纹，随着以后的持续负荷运转，裂纹逐步发展到表面，致使材料表面的裂纹相互贯通，直至金属表层产生片状或点坑状剥落。轴承的这种失效形式称为疲劳失效。轴承运转时，一旦发生疲劳剥落，其振动和噪声将急剧恶化。

3. 滚动轴承的腐蚀失效轴承零件表面的腐蚀分三种类型。a. 化学腐蚀， b. 电腐蚀， c. 微振腐蚀，

4.6滚动轴承的振动机理与信号特征

引起滚动轴承振动的因素很多。有与部件有关的振动，也有与制造质量有关的振动，还有与轴承装配以及工作状态有关的振动。? 滚动轴承在工作时，滚动体与内环或外环之间可能产生冲击而引起轴承各元件的固有振动。? 各轴承元件的固有频率与轴承的外形、材料和质量有关。

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与轴的转速无关。? 轴承元件的固有频率值，受安装状态的影响。一般情况下，滚动轴承的固有频率通常可达数千赫到数十千赫。 4.7滚动轴承的特征频率

滚动轴承内出现剥落等缺陷，滚动体以较高的速度从缺陷上通过时，必然激发两种性质的振动。第一类振动是上节所讲的以结构和运动关系为特征的振动，表现为冲击振动的周期性；第二类振动是被激发的以轴承元件固有频率的衰减振荡，表现为每一个脉冲的衰减振荡波。轴承元件的固有频率取决于本身的材料、结构形式和质量，根据某些资料介绍，轴承元件的固有频率在20K～60KHz的频率段

滚动轴承的固有振动轴承工作时，滚动体与内环或者外环之间可能产生冲击而诱发轴承元件的振动。固有频率与元件本身的材料，形状和质量有关，与轴转速无关。 4.8传感器和感应频率段的选择

4.9轴承故障信号分布的频段传感器和感应频率段的选择

轴承的故障信号分布在3个频段，即图中阴影部分。

a). 低频段：在8kHz以下，滚动轴承中与结构和运动关系相联系的故障信号在这个频率段，少数高速滚动轴承的信号频段能延展到B点以外。

b).高频段：位于Ⅱ区，这个频段的信号是轴承故障所激发的轴承自振频率的振动。 c). 超高频段：位于Ⅲ区，它们是轴承内微裂纹扩张所产生的声发射超声波信号。 4.10信号拾取方式：

针对不同的信号所处频段，需采用不同的信号拾取方式。 a)监测低频段的信号，通常采用加速度传感器，

b)监测高频段的信号，其目的是要获取唯一的轴承故障信号，采用自振频率在25～30KHz的加速度传感器，利用加速度传感器的共振效应

c)监测超高频段的信号，则采用超声波传感器，将声发射信号检出并放大。

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4.11滚动轴承故障信号分析方法

1．有效值与峰值判别法\\有效值：

2．峰值系数法3．峭度指标法4．冲击脉冲法（SPM）?6．频谱分析法7．倒频谱分析法 4.12 轴承故障诊断平台软件设计

1、VB语言2、VB与数据库连接3、故障诊断特征变量实现 4.13波形分析相关知识

5.1齿轮箱故障原因和分类

齿轮失效形式

1、齿的断裂齿的断裂分为疲劳断裂和过负荷断裂 2、齿面疲劳：主要包括齿面点蚀与剥落。 3、齿面磨损：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损 4．齿面塑性变形

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5.2齿轮啮合的特征频率

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（1）边频带也是齿轮振动的特征频率，啮合的异常状况反映到边频带，造成边频带的分布和形态都发生改变。可以说：边频带包含了齿轮故障的丰富信息。

（2）齿轮制造时所具有的：偏心误差、周节误差、齿形误差、装配误差等都能影响齿轮的振动。 （3）从故障诊断的实用方面来看，只要齿轮的振动异常超标，就是有故障，就需要处理或更换。所以大多数情况下，并不需要辨别是哪种误差所引起，只需判定能否继续使用。 1 、功率谱分析法 2、边频带分析法3、倒频谱分析法 齿轮故障与轴承故障的差异：

1) 齿的断裂或裂纹故障。2) 轴承故障。 5.3诊断小结

当齿轮啮合频率处及两边边频的振幅突现升高的情况下，有两种可能的故障：齿轮故障、轴承故障。要区别这两种故障，需看轴转频的振幅是否有升高，轴转频的振幅升高，意味着轴承故障。齿轮轴转频的振幅升高是由于轴承出现故障，轴芯空间位置不稳定所造成当轴转频的振幅先升后降，降低时意味着轴承可能已经出现解体。16#的II轴Z3/Z4齿轮可能存在严重磨损。

5.4小波的发展历史

? 第一阶段：孤立应用时期

? 第二阶段：国际性研究热潮和统一构造时期

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5.5小波定义

连续小波变换（Continue Wavelet Transform，简记CWT）

傅立叶分析是把一个信号分解成各种不同频率的正弦波，因此正弦波是傅立叶变换的基函数。同样，小波分析是把一个信号分解成由原始小波经过移位和缩放后的一系列小波，因此小波是小波变换的基函数，即小波可用作表示一些函数的基函数。 5.6CWT的变换过程

1. 把小波ψ(t)和原始信号f(t)的开始部分进行比较 2. 计算系数c 。

3. 把小波向右移，距离为k，得到的小波函数为ψ(t-k)，然后重复步骤1和2。 4. 扩展小波ψ(t)，例如扩展一倍，得到的小波函数为ψ(t/2) 5. 重复步骤1~4 5.7CWT小结

相空间是指以“时间”为横坐标，“频域”为纵坐标的欧氏空间，而相空间中的有限区域被称为窗口，沿时间轴的一段区间被称为时间窗，沿频率轴的一段区间被称为频率窗。

小波的缩放因子与信号频率之间的关系可以这样来理解。缩放因子小，表示小波比较窄，度量的是信号细节，表示频率w 比较高；相反，缩放因子大，表示小波比较宽，度量的是信号的粗糙程度，表示频率w 比较低。

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5.8小波包分解树

小波分解树表示只对信号的低频分量进行连续分解。如果不仅对信号的低频分量连续进行分解，而且对高频分量也进行连续分解，这样不仅可得到许多分辨率较低的低频分量，而且也可得到许多分辨率较低的高频分量。这样分解得到的树叫做小波包分解树(wavelet packet decomposition tree)，这种树是一个完整的二进制树。

5.9小波理论基础-二代小波

（1）提升小波又称为第二代小波变换，Sweldens于1995年提出的。 （2）提升小波的分解过程由3部分组成：分解、预测和更新。

5.10实现

提升小波包分析函数的设计

(1)对数据提升小波包变换和更新函数

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Function wm_TS(x () As Double, lev As Integer,Ls_1, Ls_2, Ls_3, Ls_4, s) Function wm_GX (x_lw, F, DF, y) As Double 2)Private Sub TZTQ_2(aa , TZTQ_2)

? 其中，aa为输入变量，TZTQ_2为返回变量。

? 使用TZTQ_2()函数实现特征变量的计算，如均值、方差等特征变量。 第6章无损检测技术在设备故障诊断中的应用 6.1 油样分析技术

油样分析能取得的信息：

1、磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度。

2、磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因，即磨损发生的机理。 3、磨屑的成分反映了磨屑产生的部位，即零件磨损的部位。 6.2油样的光谱分析技术

油样的光谱分析就是利用油样中含有金属元素的原子在高压放电或高温火焰燃烧时，原子核外的电子吸收能量从低能级轨道跃迁到较高能级的轨道，但是这样的原子能量状态是不稳定的，电子会自动地从高能级轨道跃迁回原来低能级轨道，与此同时，以发射光子的形式把吸收的能量辐射出去。不同元素的原子放出光的波长不同，称为特征波长。经过棱镜或光栅分光系统，将辐射线按一定波长顺序排列，所得到的谱图称为光谱。

测量各特征波长的谱线和强度，就可检测到该种元素存在与否及其含量多少，推断出产生这些元素的磨损发生部位及其严重程度，并依此对相应的零部件工作状态作出判断。 6.3光谱分析的磨损界限

光谱分析的磨损界限因油样来源的不同变化很大，取决于它们合金成分的多少、设备的类型、工作特点以及初期缺陷的性质。因此，采用油样光谱分析技术对机械设备进行工况监测与故障诊断时，一定要针对具体设备和工作条件作反复试验，才能确定出合适的磨损界限。 6.4油样的铁谱分析技术

(1)具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率； (2)能同时进行磨粒的定性检测和定量分析；

(3)能够准确监测机器中一些不正常磨损的轻微症兆，具有磨损故障早期诊断的效果。

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6.5铁谱分析仪的工作原理

铁谱分析方法是利用经过稀释的油液通过一块具有高磁场梯度的玻璃片或玻璃管，将润滑油中所含的磨粒或碎屑，按其粒度大小有序地分离开来，经过光学显微观察和光密度计计数，可对磨屑的来源、产生的原因以及零部件磨损的程度进行定性和定量分析，及时作出机器零部件的故障预报。铁谱仪是铁谱分析的关键设备，铁谱仪可分为直读式铁谱仪、分析式铁谱仪和旋转式铁谱仪（根据其工作方式的不同）。 6.6直读式铁谱仪

直读式铁谱仪的性能特点：

1、结构简单，价格便宜（约为分析式铁谱仪的1/4）； 2、制谱与读谱合二为一，分析过程简便快捷；

3、读数稳定性、重复性较差，随机因素干扰影响大；

4、只能提供关于磨屑体积的信息，不能提供关于磨屑形貌、磨屑来源的信息，信息量有限，常用作油样的快速分析和初步诊断。 6.7分析式铁谱仪

分析式铁谱仪组成包括：制谱仪、光密度读数器以及双色显微镜。 分析式铁谱仪的性能特点

1、提供的信息较丰富。2、直读式铁谱仪只能进行一次测量，不能将沉积管从磁场中取出后再放上重新读数；而分析式铁谱仪制成的谱片可以保存起来，供以后观察分析用。

3、制谱过程较慢，制作一个完整的谱片约需30min，且制谱时要求较严格，故一般只能在实验室进行。

分析式铁谱仪的使用流程 1、取样：2、制谱：

传统分析式铁谱仪存在两个固有的缺陷： 1、蠕动泵输送油样时对磨屑的

2、由于沉积面积有限，先行沉积的磨屑对流道堵塞，不仅造成了磨屑的堆积，而且还破坏了磨屑在谱片上的沉积规律，从而影响铁谱的定量分析。

铁谱定性分析是使用铁谱显微镜对铁谱片上沉积的颗粒进行形状、尺寸大小、形貌和成分的分析，建立磨损状态类型与磨损颗粒形态的相互关系，判别摩擦副的磨损状态，以确定故障情况和磨损部位。

6.8对铁谱片进行定性分析的方法主要有：

（1）铁谱显微镜法（2）扫描电镜法（3）加热分析。

铁谱分析优点：具有较高的检测效率和较宽的磨屑尺寸检测范围，可同时给出磨损机理、磨损部位以及磨损程度等方面的信息。缺点：1、操作环节较多，监测周期较长，影响因素复杂，检测与诊断的正确性取决于操作人员的经验与熟练程度。2、对采样要求较为苛刻，分析成功与否，

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首先取决于能否从润滑系统中取到有代表性的油样。3、对非铁磁性磨损颗粒的检测效果欠佳，影响了其对有色合金摩擦副的监测效果。 6.9应用光谱、铁谱分析应注意的问题

1、机器发生异常磨损的判别机器是否发生异常磨损，不仅仅看润滑油中所含磨损颗粒数量的绝对值大小，更重要的是要看油中的磨粒随时间的变化速率和大磨粒的尺寸变化趋势。磨损量的正常值、注意值、警告值是通过反复实践、总结、修正摸索出来的。不同机械、不同部位标准不同。

2、主观因素的影响

铁谱分析是利用铁谱技术对润滑油中金属颗粒的尺寸、形态、颜色、数量及分布状况进行定性分析，受人主观因素影响较大，要求分析人员具有一定的理论知识和丰富的实践经验。对同一台设备同一部位润滑油的分析，最好由一个人负责，以保持分析结果的一致性和连续性。 3、光谱、铁谱结合分析

光谱分析可以了解润滑油中金属含量，但不能分析金属颗粒的形状、磨损类型。 铁谱分析可以了解磨损颗粒形状和类型，但不能准确掌握磨损金属含量。 两者结合，既可定性又可定量地分析润滑油中的金属含量， 而且有利于分析金属颗粒的来源。两者互为补充，互为参考。 4、监控标准和侧重点

发动机的主要磨损颗粒为铁颗粒，铁的含量有一定程度升高问题不大，但铝、铜、铅、铬含量稍有升高，则可能伴随着异常磨损。变速箱主要磨损颗粒为铜颗粒，铁含量的增加，一定伴随着异常磨损。

液压系统对润滑油清结度要求非常高，任何金属含量的升高都表明存在异常磨损，应引起重视。发动机和变速箱出现异常磨损，将在一段时间后才会产生故障，但液压系统一旦出现异常磨损，将在很短时间内产生故障。对液压系统的监控周期要短，一旦发生异常磨损，应立即采取措施，防止发生故障。

6.10 声发射检测原理及特点

材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。 特点：

① 检测动态缺陷，如缺陷扩展，而不是检测静态缺陷；

② 缺陷的信息直接来自缺陷本身，而不是靠外部输入扫查缺陷。 声发射检测技术

优势1) 灵活性强：2) 非接触：3) 短时间： 4) 使用范围广： 声发射的来源与产生

位错运动和塑性变形；裂纹的形成和扩展 声发射类型:1）连续发射;2）突发发射。

分析方法1：振铃计数2、振幅及振幅分布3、能量

声发射检测定位方法：1）直线定位法2）平面三角形定位法3）归一化正方阵定位法

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检测系统结构：组成部分：信号接收部分、信号处理部分、测量显示部分 (1)声发射在材料研究中的应用 金属材料

材料、工件或结构在交变载荷作用下经常发生疲劳断裂，是最常见的故障之一。声发射是监测其发生和发展过程的重要手段。采用声发射监测与三点弯曲试验相结合可以评价表面渗透层(渗氟、渗碳等)的脆性。 非金属材料

(2) 声发射在焊接中应用

声发射在焊接中的应用主要包括两个方面：一是焊接过程中对焊缝质量进行实时监控，以及焊后进行无损检测。二是进行压力容器的在役检测。

6.11红外无损检测

是利用红外物理理论，把红外辐射特性的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。

红外无损检测技术的特点(1)操作安全(2)灵敏度高(3)检测效率高

所存在的主要问题(1)确定温度值困难(2)难于确定被检物体的内部热状态(3)价格昂贵 红外无损检测基础 红外辐射及传输

红外辐射实际是波长为0.75~100μm的电磁波。红外辐射亦称为红外线、热辐射。 红外辐射分为三个波段

(1)近红外波段波长为0.75~3.0μm。 (2)中红外波段波长为3.0~20μm (3)远红外波段波长大于20μm。

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红外辐射定律 (1)黑体

如果有一个理想的物体，它对红外的辐射率、吸收率与表面温度及波长无关，且等于1(即全部吸收或全部辐射)，那么这种理想的辐射体和理想的吸收体称为黑体。

红外辐射的传输与衰减

实验表明，能够顺利地透过大气的红外辐射主要有三个波长范围：1~2.5μm、3~5μm和8~14μm。—般将这三个波长范围叫做大气窗口。 红外探测器

红外探测器的主要性能指标

将红外辐射转换为电信号的器件。 ?响应率：将红外辐射转换为电信号的能力。?光谱响应：对不同波长的响应。 无选择性探测器、选择性探测器

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常用红外探测器 光电探测器 光电导型探测器 光伏型探测器 热电探测器 热敏电阻红外探测 器 热释电探测器

红外测温仪主要技术参数：测温范围、工作波段、分辨能力、响应时间、目标尺寸、距离系数、辐射率范围

红外测温仪使用要点：亮度温度、辐射率的影响、仪器校正 红外热像仪的工作原理

红外热像仪的特点和主要参数

? 能显示物体的表面温度场，并以图象的形式显示，非常直观。 ?分辨力强，现代热像仪可以分辨0.1℃甚至更小的温差。 ?显示方式灵活多样

?能与计算机进行数据交换，便于存储和处理 缺点：

? 要用液氮、氖气或热电致冷，以保证在低温下工作；?光学机械扫描装置结构复杂。 红外热电视

? 采用电子扫描入式热电探测器的两维红外成像装置。?采用电子束扫描或电荷耦合器件搞描方式。?采用热电探测器，不需液氮、氩气或电致冷等。?可直接用电视显示、记录或重放等 (1)红外无损检测在热加工中的应用

? 点焊焊点质量的无损检测?铸模检测?压力容器衬套检测?焊接过程检测?轴承质量检测 (2) 电气设备的红外无损检测(3) 红外泄漏检测

(4) 红外元损检测的某些特殊应用? 火车车轮轴承过热的测量?电子产品的红外无损检测 7.1风机故障概述

总体可以分为：

1、电气故障：电机机组、变频器、箱式变压器等。

2、液压系统：偏航系统、变桨系统、刹车系统等方面的故障。 3、机械方面：齿轮、轴承。。 1、电气故障

电气工作主要是指产生于电气系统故障。包括并网类一次故障和控制类二次故障。 2、液压站故障

液压站由阀块、阀门、传感器、过滤器、泵和油箱以及油管组成。液压站故障通常表现为阀门

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和泵的故障。

液压系统主要分为几大压力板块：偏航系统压力、变桨系统压力、偏航刹车压力、偏航阻尼 压力、液压马达制动压力、高速轴刹车压力。 3、偏航驱动故障

偏航驱动故障将会出现偏航压力异常，偏大偏小或是压力过快。

排查过程将检查偏航板块的液压系统。主要排查偏航换向阀门、主油路电磁阀以及偏航流溢阀。 4、机械故障

机械故障是指单存的机械故障，严重的机械故障会在控制器报警中体现出来。 按照动作可分为变桨机构、偏航机构和传动机构的机械故障。 严重的机械故障：齿轮箱、主轴等故障。 7.2齿轮箱故障

故障1：齿轮箱油液过热

原因：油液温度-长时间满负荷工作润滑油-齿轮箱发热传递 7.3齿轮箱油泵过载

故障1：齿轮箱油泵过载

常见故障原因： 齿轮油泵过载多发生在冬季低温气象条件之下，当风电机组故障长期停机后齿轮箱温度下降较多，齿轮油粘度增加，造成油泵启动时负载较重，导致油泵电机过载。

处理方法：出现该故障后应使机组处于待机状态下逐步加热齿轮油至正常值后再启动风机，避免强制启动风电机组，以免因齿轮油粘度较大造成润滑不良，损坏齿面或轴承以及润滑系统的其它部件。

齿轮油泵过载的另一常见原因：

（1）是部分使用年限较长的机组，油泵电机输出轴油封老化，导致齿轮油进入接线端子盒造成端子接触不良，三相电流不平衡，出现油泵过载故障。

（2）若齿轮油大量进入油泵电机绕组，破坏绕组气隙，将造成油泵过载。 7.4齿轮箱油封老化

处理方法：应更换油封，清洗接线端子盒及电机绕组，并加温干燥后重新恢复运行。 7.5风力发电机组齿轮油温度过高

最新国家标准规定齿轮箱油温不能超85°，造成齿轮箱油温过高的有以下因素：

（1）润滑不充分；（2 ）传动部件存在卡滞现象；3）机组振动过大；4）温度传感器故障等。 油温过高检查方法：

（1）首先应检查润滑油供应是否充分；（2）再次检查齿轮啮合情况，有无金属杂

质，传动部件有无卡滞现象；（3）再次检查机组的振动情况和温度传感器是否正常工作。 注意事项：如果是因为机组长时间满发而导致的温度过高，不可盲目开机，应在机组油温

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恢复正常值后开机运行。

润滑油检查：1）在500小时后必须进行油液的抽样检查，不管运行状况如何抽样时间不能迟于一年。2）抽样检查油液对于评定各种油液的特性（粘性、老化水融性等）是非常重要的。 7.6齿轮油位低

故障：齿轮油位低是由于油位低于下限，

故障原因：（1）冬季长时间停机后油温度降低，油位开关因为齿轮油粘度太高而动作迟缓，产生误报；（2）传感器损坏不能正确报警；（3）齿轮箱运转前的静止油位与动态油位相差太大，动态油位偏低，不能正常报警。 7.7齿轮油压力低

故障：齿轮油位低故障是由于齿轮油低于油位下限，磁浮子开关动作。

故障原因：(1)泵本体工作异常或润滑管路异常而引起(2)油泵排量选择不准且油位偏低，在油温较高润滑油粘度较低的条件也会出现该故障。

(3)使用年限较长的风电机组因为压力开关老化，整定值发生偏移同样会导致该故障 解决方法：此时需要在压力试验台上重新整定压力开关动作值。

处理方法：风电机组发生该故障后，运行人员应及时到现场可靠检查齿轮油位；必要时测试传感器功能。

禁止：不允许盲目复位开机，避免润滑条件不良损坏齿轮箱或者齿轮箱有明显泄漏点开机后导致更多的齿轮油外泄。

注意事项：在冬季低温工况下，油位开关可能会因齿轮油粘度太高而动作迟缓，产生误报故障，所以有些型号的风电机组在温度较低时将油位低信号降级为报警信号，而不是停机信号。 7.8风机不能自行启动

（1）可能齿轮箱内部轴承卡死或者同轴系统部同心。（2）电气系统有故障。 7.9叶轮主要故障

7.10风轮转动时发出异常声响

1．机舱罩松动或松动后碰到转动件2．风轮轴承座松动或轴承损坏3．增速器松动或齿轮箱轴承损坏4．制动器松动5．发电机松动6．联轴器损坏

解决方法：1．重新紧固机舱罩紧固螺栓2．重新调整风轮轴和增速器的同轴度，将固定螺 栓拧紧、紧固牢靠；若轴承损坏应更换轴承，重新安装轴承座3．调整增速器的同轴度，重新紧固其固定螺栓；拆下增速器，更换轴承及油封，重新安装增速器4．重新固定制动器及调整刹车片间隙5．重新调整发电机的同轴度并将紧固螺栓紧固牢靠6.更换联轴器

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7.11风速达到额定风速以上，但风轮达不到额定转速，发电机不能输出额定电压

1．调速器卡滞2．发电机转子和定子接触摩擦3．增速器轴承或风轮轴轴承损坏4．刹车片回位弹簧失效致使刹车片处在半制动状态5微机调速失灵6．变桨距轴承坏7．变桨距同步器坏 解决方法：

1．扭头、仰头、离心飞球、空气动力调速的平衡弹断或拉力(压力)变化应更换或调整；找出变桨距驱动系统的卡滞位置，消除卡滞现象；液压驱动变桨距的油缸卡死或漏油，更换油缸或解决漏油2．发电机轴承损坏，应拆下更换；发电机轴弯，拆下转子进行校直或更换

3．拆下更换，重新调整同轴角度安装好4．更换弹簧，重新调整刹车片间隙5．检查微机输出信号，控制系统故障，排除；微机可能受干扰而误发指令，排除干扰接受部位，屏蔽好；或速度传感器坏，更换6．更换轴承7．更换或修理变桨距同步器 7.12调向不灵或不能调向

原因：1．下风向或尾舵调向的阻尼器阻力太大2．扭头、仰头调速的平衡弹簧拉力小或

失效3．调向电机失控或带病运转或其轴承坏；风速计或测速发电机有误4．调向转盘轴承进土且润滑不良，阻力太大或转盘轴承坏，不能转动5.微机指令有误，调向失灵

解决方法：1．将阻尼器弹簧压力调小2．将平衡弹簧调整额定风速以上扭头或仰头，弹簧失效更换3．启动调向电机电控坏，更换或更换电机轴承，重新安装调向电机；调向电机定子部分短路或开路，拆下检查，重新布线，修好后再重新安装；检查风速计和测速发电机，坏者更换4．检查转盘轴承，进土应清除，清洗注油，更换油封；转盘轴承坏，需要拆下机舱更换，此时应进行一次大修，更换所有轴承，更换润滑油等5．检查微机各芯片，检查程序，检查控制用磁力启动器或放大器。芯片坏，更换；程序有误重新输入正确程序；启动器坏或放大器坏，更换；有屏蔽坏，重新屏蔽好；传感器失效，更换。 7.13风轮转动而发电机不发电（无电压）

原因：1．发电机不励磁励磁路断或接触不良电刷与滑环接触不良或碳刷烧坏励磁绕组断线 晶闸管不起励发电机剩磁消失晶闸管烧毁励磁发电机转子绕组短路、断路发电机定子绕组断、短路直流发电机转子绕组断、短路 2.定子或转子输出断、短路 解决方法：

1、励磁回路断线或接触不良，查出接好2、有刷励磁应检查电刷、滑环，接触不良应调整刷握弹簧。刷表面烧坏应更换，对滑环表面应清洗、磨圆3、找出重新接好4、检查触发线路，修理；晶闸管击穿或断路，更换5、重新用直流电源励磁，待发电机正常发电再切除直流电源6.更换晶闸管7、拆下发电机，再从发电机上拆下励磁机修理好再安装上8、拆下发电机，重新下定子绕组，重新安装发电机9、更换新发电机或修理转子，重新下线、焊接铜头（换向器）10.检查，排除，重新更换线圈

7.14叶片动不平衡引起的振动故障

能够引起机组振动故障的的原因，有如下几个可能：1、机组偏航滑动衬垫问题引起振动过大；

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2、由于发电机联轴器对中精度不够，联轴器同轴度不符合要求；3、叶片存在配重缺陷、叶片污垢，导致风轮质量不平衡；4、风轮气动不平衡：叶片存在质量缺陷或叶片安装等问题导致的 解决方法：①机组偏航滑动衬垫问题，如果振动是由偏航滑动衬垫引起的，机组偏航时侧面轴承处将会伴有较大噪音，通过噪音很容易确认是否为偏航衬垫问题；②检查上次机组对中数据，必要时可重新对中，确保对中数据在要求范围之内；③叶片在出厂前均经过配重合格，在现场主要需要检查的是叶片内部配重块是否松脱丢失，具体可打开叶片人孔盖板进行观察，及叶轮转动时叶片内部是否有异响来判断；同时观察叶片表面是否有明显污迹或损坏； ④叶片气动不平衡。 7.15盐雾的危害

1 盐雾与空气中的其他颗粒物在叶片静电的作用下，在叶片表面形成覆盖层，严重的影响叶片气动性能，产生噪音污染和影响美观。2 经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏，使风力发电机组的承受最大载荷的能力大大降低，使设备不能达到设计运行要求，给设备安全运行带来严重后果。3 盐雾与设备电器元件的金属物发生化学反应后使原有的载流面积减小，生成氧腐蚀化合物使电气触点接触不良，它们将导致电气设备故障或毁坏。给风场的安全、经济运行造成大的影响。

第八章 电动机故障诊断-第一部分

电机的故障和诊断技术与电机的工作原理、运行方式、具体结构密切相关。电机内部按能量转换的原理分为三个环节：电气环节、磁耦合环节、机械环节。因为这三个环节的能量形式不同，所应用的故障诊断技术相应地有所差异。 8.1 电动机类型特点与测定标准

一、电机的主要部件：

定子、转子、集电环和换向器、轴承装置。 二、电机的类型与工作原理的区别

电动机的两个磁场均由直流励磁产生，则为直流电动机；电动机的一个磁场由直流励磁产生，另一个由交流电流产生。为使这两个磁场相对静止，直流励磁磁场相对交流电产生的旋转磁场必须严格同步，这就是同步电动机。电动机的两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则为异步电动机。

8.2电机振动的测量与判定标准

测定的目的：（1）为了确定电机振动初始状态时的振动水平，判定这台电机出厂时或投入运行时振动值是否符合有关标准的规定；（2）为以后电机异常振动的诊断提供初始的参照数据。 一．电机振动有关标准

GBl0068—88《旋转电机振动测定方法及限值》（国家标准）、IEC 34—14(1986)《中心高为56mm及以上旋转电机的振动—振动烈度的测量、评定及限值》（国际电工协会颁布）、ISO 2372(1974)《转速从10r／s机器的机械振动——评定标准的基础》（国际标准化组织颁布）、

ISO 3945(1985)《转速10r／s机器的机械振动——在运行地点对振动烈度的测量和评定》（国

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际标准化组织颁布）、VDI 2056《机器的机械振动评价标准》(德国标准) 8.3电机振动的测定方法

测量值的表示方法

不同转速范围的电机，其测量值的表示方法是不同的。国家标准规定，对转速为600～3600 r／min的电机，稳态运行时采用振动速度有效值表示，其单位mm／s。对转速低于600 r／min的电机，则采用位移振幅值（峰—峰值）表示，其单位为mm。 对测量仪器的要求

(1) 仪器的频率响应范围应为10～1000Hz，在此频率范围内的相对灵敏度以80Hz的相对灵敏度为基准，其他频率的相对灵敏度应在基准灵敏度+10％～－20％的范围以内，测量误差不超过±10％。 (2) 测量转速低于600 r／min电机的振动时，应采用低频传感器和低频测振仪，测量误差应不超过±10％。 8.4电机的安装要求

(1) 弹性安装。轴中心高为400mm及以下的电机，测振时应采用弹性安装。 (2) 刚性安装。对轴中心高超过400mm的电机，测时应刚性安装。 8.5电机在测定时的状态：

电机的测振应在电动机空载状态下进行。 8.6定子异常产生的电磁振动

定子电磁振动异常的主要原因

（1）定子三相磁场不对称。（2）定子铁心和定子线圈松动，（3）电动机座底脚螺钉松动， 定子电磁振动的特征：1）振动频率为电源频率的2倍；2）切断电源，电磁振动立即消失； 3）振动可以在定子机座和轴承上测得；4）振动幅值与机座刚度和电机的负载有关。 8.7气隙不均匀引起的电磁振动

气隙不均匀（或称气隙偏心）有两种情况：（1）是由于定子、转子不同心产生的静态不均匀（2）由于轴弯曲或转子与轴不同心所产生的动态不均匀。 （1）气隙静态不均引起电磁振动： 静态气隙偏心产生的电磁振动特征是：

1）电磁振动频率是电源频率f0的2倍，即f=2 f0；2）振动随偏心值的增大而增加， 3）气隙偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动较难区别。 （二）气隙动态偏心电磁振动

气隙动态偏心产生电磁振动的特征是：1）转子旋转频率和旋转磁场同步转速频率的电磁振动都

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可能出现。2）电磁振动以1／(2sf0)周期在脉动 3）电动机往往发生与脉动节拍相一致的电磁噪声。

转子绕组异常引起的电磁振动的特征：1）转子绕组异常引起电磁振动与转子动态偏心所产生的电磁振动的电磁力和振动波形相似，现象相似，较难判别。2）电动机负载增加时，这种振动随之增加，当负载超过50％以上时较为显著。3）若对电动机定子电流波形或振动波形作频谱分析，在频谱图中，基频两边出现±2sf0的边频，根据边频与基频幅值之间的关系，可判断故障的程度。

8.7电动机异常振动的诊断检查过程

1．诊断检测项目：1）轴承座振动位移幅值测定，并分析主要频率成分。2）底板振动分布测定，并记录分布曲线。3）用停电法检查，以区分电动机的振动是机械振动还是电磁振动。4）用激振法测定轴承座的固有振动频率。

2．诊断使用的仪器：1）磁电式速度传感器。2）电涡流位移传感器 3）FFT信号分析仪。4）磁带记录仪。 8.8诊断的检测过程

第一步：用手持式拾振器（速度加一次积分）测量电动机传动端和非传动端轴承座在垂直、轴向和水平方向的振动，并分析其频率成分。

第二步：用手持式拾振器逐点移动位置，以测量100Hz频率成分沿电动机底板长度方向和沿轴承座高度方向振动位移值的分布。第三步：测定轴承座轴向刚度和固有频率。第四步：用停电法来区别振动原因。 诊断结论：

（1）电动机的轴向振动是由电磁原因引起的，

（2）电动机整体底板的刚度降低（进一步检查时发现底板与安装垫块之间产生了间隙），所以使轴承座共振加大。

（3）消除振动可采取两个措施：1）消除底板和垫板之间间隙，拧紧底脚螺栓和轴承座固定螺栓，以增加底板和轴承座的动态刚度。2）加强轴承座自身结构刚度，提高固有振动频率，以避免和定子激振力合拍共振。 故障分析第2 部分

电机发生故障时，应仔细观察所发生的现象。如转速快慢程度、温度变化、是否有不正常响声和剧烈震动，开关和电动机绕组内是否有串火冒烟及焦臭味等。 8.9电动机不能启动可能原因：

1、电源未接通2、定子或转子绕组断路3、定子绕组相间断路

4、定子绕组通地5、定子绕组接线错误6、熔丝烧断7、绕线式转子电动机启动误操作 8、过电流继电器调的太小9、负载过大或传动机被扎住10、控制设备接线错误

处理方法：1、检查开关、熔丝各对触点及电动机引出线头，将故障查处并修理2、用万用表检查定子或转子绕组有无断线,再检查电源电压3、用电流表测量三相电流或用手检查过热线圈4、

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用兆欧表检查定子绕组对地电阻5、按正确的接法改正6、查处烧坏原因，排除故障，然后按电动机规格配上新熔丝7、检查滑环短路装置及启动变阻器的位置8适当调高整定值

9选择较大容量电动机或减轻负载，如传动机被扎住，应检查机器消除故障10重新校正接线 8.10电动机带负载运行时转速低于额定值，可能原因：

1、电源电压过低2、笼式转子断条

3、绕线式转子一相断线4、绕线式转子启动机的启动变阻器接触不良5、电刷与滑环接触不良6、负载过大

处理方法：1、用电压表、万用表检查电动机输入端的电源电压2、将电动机接到电压较低的三相交流电源上，同时测量定子的电流，如果转子绕组有断裂或脱焊，随着转子位置不同，定子电流也会变化3、用校验灯、万用表检查断裂处，排除故障4、修理变阻器接触点5、调整电刷压力并改善电刷与滑环接触面6、选择大容量电动机或减轻负载 8.11电机外壳带电可能原因：

1、电源线与接地线弄错2、电动机绕组受潮，绝缘老化或引出线与接线盒碰壳

处理方法：1、纠正接线2、电动机绕组干燥处理，绝缘严重老化者要更换绕组，整理接线 8.12轴承过热可能原因：

1、轴承损坏2、轴承与轴配合过松（走内圈）或过紧3、轴承与端盖配合过松（走外圈）或过紧4、滑动轴承油环轧煞或转动过慢5、润滑油过多、过少或油质不好 6、皮带过紧或联轴器装的不好7、电动机两侧端盖或轴承端盖未装平

处理方法：1、更换轴承2、过松时转轴镶套，过紧时从新加工到标准尺寸3、过松时端盖镶套，过紧从新加工到标准尺寸4、查明轧煞处，修好或更换油环，油质太厚时应更换较薄的润滑油5、加油或换油，润滑脂的容量不易超过轴承内容积的70%6、调整皮带张力，校正联轴器传动装置7、将端盖或轴承盖装平，旋紧螺丝绕线式转子 8.13滑环火花过大可能原因：

1、电刷牌号及尺寸不合适2、滑环表面有污垢杂物 3、电刷压力太小4、电刷在刷握内轧住

处理方法：1、跟换合适碳刷2、用0号砂布磨光滑环并擦净污垢，痕深时应车一刀 3、调整碳刷压力4、磨小碳刷

8.14电动机运转时声音不正常可能原因：

1、定子与转子相擦2、电动机两相运转有嗡嗡声

3、转子风叶碰壳4、转子擦绝缘纸5、轴承严重缺油6、轴承损坏

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处理方法： 1、挫去定转子硅钢片突出部分2、检查熔丝及开关接触点，排除故障3、校正风叶，旋紧螺丝4、修剪绝缘纸5、清洗轴承加新油，润滑脂的容量不易超过轴承内容积的75% 6、更换轴承

8.15电机温升过高或冒烟可能原因：

1、负荷过大2、两相运行3、电机风道阻塞4、环境温度增高5、定子绕组匝间或相间短路6、绕组接地7、电源电压过低或过高

处理方法：1、选择较大容量电机或减轻负载 2、检查熔丝、开关接触点，排除故障

3、清楚风道油垢及灰尘 4、采取降温措施 5、利用万用表或兆欧表检查绝缘6、用万用表、校验灯检查电阻 7、用电压表或万用表检查 8.16三相异步电动机发生故障

案例一：有一台三相异步电动机输入三相交流电源后,电动机转子不转,有嗡嗡响声 故障原因分析：

1、定子、转子绕线有断路（一相断线）或电源一相失电；2、绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；3、电源回路接点松动，接触电阻大；4、电动机负载过大或转子卡住； 5、电源电压过低；6、小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；7、轴承卡住。

处理方法：1、查明断点，予以修复；2、检查绕组极性，判断绕组首未端是否正确；

3、坚固松动的接线螺钉，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；4、减载或查出并消除机械故障；5、检查是否把规定的三角形接法误为星形接法；是否由于电源导线过细使压降过大；6、电机重新装配使之灵活，活性更换合格油脂；7、修复或更换轴承。 第九章

8.17常见的人工智能技术

主要包括专家系统、神经网络、模糊理论、小波变换等。将其应用到模拟电路故障诊断方法研究中，形成的现代模拟电路故障诊断方法主要有:神经网络故障诊断法、人工免疫系统方法、小波变换故障诊断法及其他故障诊断法。

8.18模拟电路故障诊断中存在的主要难点可以总结为以下四个方面：

(1)模拟电路中的元件参数具有较大离散性，又称作元件容差。

(2)模拟电路中的输入激励和输出响应均为连续量，电路中元件参数通常是连续的。 (3)实际应用中的模拟电路，广泛存在反馈回路和非线性问题。

(4)模拟电路的节点电压与电流是故障诊断中的重要信息来源，但实际的电路中，除输入端口和输出端口的电压和电流可以方便的测量，一般节点的电流均不易测量，这就导致用于故障诊断的有用信息不充分，很有可能影响的诊断精度，甚至无法完成诊断。

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8.19人工神经网络从以下四个方面去模拟人的智能行为

1）. 物理结构人工神经元将模拟生物神经元的功能

2）. 计算模拟人脑的神经元有局部计算和存储的功能，通过连接构成一个系统。

3）.存储与操作人脑和人工神经网络都是通过神经元的连接强度来实现记忆存储功能，同时为概括、类比、推广提供有力的支持

4）. 训练同人脑一样，人工神经网络将根据自己的结构特性，使用不同的训练、学习过程，自动从实践中获得相关知识 8.20神经网络：

由多个非常简单的处理单元彼此按某种方式相互连接而形成的计算系统，该系统是靠其状态对外部输入信息的动态响应来处理信息的。 神经网络的计算能力优点 大规模并行分布式结构

神经网络学习能力以及由此而来的泛化能力。 神经网络的性质和能力

? 非线性、? 输入输出映射、? 适应性、 VLSI(超大规模集成)实现、 神经生物类比

神经网络的分类

? 从结构分类：前馈神经网络、反馈神经网络 ? 从学习方式分类：有教师学习、无教师学习 8.21人工神经元

是模拟生物神经元的数学模型，是人工神经网络的基本处理单元，同时也是一个多输入单输出的非线性元件。

简单的人工神经网络主要包括：输入、权值和输出三个变量， 8.22神经网络在故障诊断中的应用

(1)直接使用方法

对工作数据直接处理，将其作为神经网络的输入向量，但是这种方法很容易产生误诊断。

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(2)与小波相结合的方法

小波神经网络(Wavelet Neural Network,WNN)是小波分析理论与人工神经网络理论相结合的产物。目前，二者的结合有如下两种途径。 ①松散型结合②紧致型结合，

神经网络故障诊断主要分为训练和诊断两个阶段。

(3)本次实验中，神经网络故障诊断主要分为训练和诊断两个阶段。 8.23神经网络的基本功能 ? 非线性映射、分类与辨识 9.1风电变流器系统功能：

变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机

的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要进行有功和无功的独立解耦控制。变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。变流器提供多种通信接口。变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。变流器提供实时监控功能。变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。 9.2风电变流器基本原理：

在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。 排除故障基本素养1、合适的工具；；2、注意文本记录； 3注意防静电措施； 排除故障方法:

第一步：对故障变频器系统目视观察，以发现形态上的异常。

第二步：这一点很重要，变频器系统的硬件损坏的过程往往伴随发生过爆裂、飞弧、燃烧等现象，其结果一般会在故障后的系统中留有焦糊异味。

第三步：仔细询问对故障发生过程有经历的人员，与他们讨论故障发生的现象和过程，是分析故障的重要手段，

第四步：这是硬件故障排除最为复杂的步骤，也最为关键，需要我们借助检测工具，及检修经验，最终判断故障元器件。 9.3电气主接线中采用

3套SIEMENS公司的6SE71调速柜；分别为支持、开闭和大小车/俯仰；

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9.4变频器故障

一：通讯故障 二：直流母线过电压故障 主要原因主要是变频器的驱动集成板块故障。处理措施都是更换变频器； 9.5轻故障分类与报警:

系统发生下列故障时,按照轻故障处理：单元旁路运行；变压器轻度过热；

柜门连锁故障；单元柜风机故障；电机轻度过热；UPS输入掉电；工控机故障。 9.6重故障分类与报警:

系统发生下列故障时,按照重故障处理：单元重故障； 变压器严重过热； 现场机械故障；电机严重过热；闭环运行时给定和反馈掉线。 常见问题的处理措施

单元过电压 请检查输入的高压电源正向波动是否超过允许值；如果是减速时过电压，请适当加大变频器的减速时间设定值。变频器输入电压正向波动值最大+5%。 9.7单元欠电压:

请检查输入的高压电源负向波动是否超过允许值，高压开关是否掉闸，整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否紧固。检查功率单元三相进线是否松动，功率单元三相进线熔断器是否完好。变频器输入电压负向波动值最大为-10%；单元过电流请检查功率单元输出UV端子是否短路，电机绝缘是否完好，装置是否过载运行，负载是否存在机械故障。 9.8单元缺相:

请检查输入的高压开关是否掉闸，整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否紧固，检查功率单元三相进线是否松动，功率单元三相进线熔断器是否完好。单元光纤通讯故障请检查功率单元控制电源是否正常（正常时，L1绿色指示灯发光），功率单元以及控制器的光纤连接头是否脱落，光纤是否折断。

组态软件，又称组态监控软件系统软件。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。 组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点： ⑴延续性和可扩充性。 ⑵封装性 ⑶通用性 10.1组态软件通常有以下几方面的功能：

（1）强大的界面显示组态功能。2）良好的开放性3）丰富的功能模块4）强大的数据库 5）可编程的命令语言 6）周密的系统安全防范 7）仿真功能

典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构，其中设

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备层负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号，控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制，监控层通过对多个控制设备的集中管理，来完成监控生产运行过程的目的，管理层实现对生产数据进行管理、统计和查询。 10.2组态软件主要解决的问题：

(1) 如何与现场设备之间进行数据采集和数据交换。(2) 将采集到的数据与上位机图形界面的相关部分连接。(3) 实时数据的在线监测。(4) 数据报警界限和系统报警。(5) 实时数据的存储、历史数据的查询。(6) 各类报表的生成和打印输出。(7) 应用系统运行稳定可靠。 (8) 拥有良好的与第三方程序的接口，方便数据共享。 使用组态软件的一般步骤：

(1)建模。(2)设计图形界面。(3)构造数据库变量。(4)建立动画连接。5）运行、调试。 第2节基本概念 1.命令语言

命令语言是一段类似于C语言的程序，工程人员可以利用这段程序增强应用工程的灵活性。组态王的命令语言包括应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、变量改变命令语 言、自定义函数命令语言、动画连接命令语言、画面属性命令语言。各类命令语言通过“命令语言”对话框编辑输入，在运行系统中被编译执行。 10.3窗口

窗口是组态软件的目的操作界面，绝大部分的操作都在窗口上设计完成。 工程管理器的主要作用是集中管理本机上的组态王工程。

功能主要包括：新建、删除工程，搜索组态王工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。

工程管理器由菜单条、工具栏、工程信息显示区及状态栏组成 10.4工程浏览器

工程浏览器是组态王6.01的集成开发环境，是一个类似于Windows 资源管理器的窗口。在这 里可以看到所建工程的所有组成部分，包括画面，数据库，外部设备，配方等。 工程浏览器由菜单栏、工具栏、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条组成。 10.5图形工具箱

绘制图素的主要工具放在图形编辑工具箱中，当画面打开时，工具箱自动加载。如果没有显 示，选择菜单“工具/显示工具箱”或按F10 快捷键。工具箱中各基本工具的使用方法和 Windows 中的“ 画笔”的使用类似

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10.6图库管理器

图库管理器内中存放的是组态软件的各种图素，用户可以选择需要的对象就可以设计自己 需要的界面。它的使用降低了设计界面的难度，缩短开发周期。同时工程人员可以生成自己的图库对象。

10.7系统要求--硬件配置

目前市面上流行的机型完全满足力控的运行要求,推荐配置如下： CPU：Pentium(R) 4 CPU 2.0GHz以上。 内存：512M以上。

显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上。 并行口或USB口：安装产品授权的加密锁。 第二节 创建一个简单工程 10.8创建简单工程(工程总体概况)

工业控制中一个项目总的要求可分为5个部分，即控制现场及工艺，执行部件及控制点数，控制设备，现场模拟和监控、数据库。 10.9使用组态软件的一般步骤

组态软件创建新的工程项目的一般过程是：绘制图形界面、创建数据库、配置I/O设备并进行I/O数据连接、建立动画连接、运行及调试。

组态一般步骤：⑴ 将开发的工业控制项目中所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格。

⑵ 搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通讯接口类型、采用的通讯协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择设备包括PLC、板卡、模块、智能仪表等等。

⑶ 将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

⑷ 根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。

⑸ 按照第1步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。

⑹ 根据第1步和第3步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

⑺ 根据第4步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。

⑻ 将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。 ⑼ 对组态内容进行分段和总体调试。⑽ 系统投入运行

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10.10选型说明

?力控通用监控组态软件的正式发行企业版分为开发版和运行版，软件是根据点数进行计价的，点数是指实际监控的外部I/O设备参数的个数，即软件内部的实时数据库DB中I/O连接项的个数，软件内部的中间变量、间接变量等不计点。

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