直流电机换向火花图像监测和客观评价方法的研究.pdfVIP

直流电机换向火花图像监测与客观 评价方法的研究 孔凡让 冯志华 刘志刚王建平 张平廖国斌吴章维 摘要：本文通过对直流电机换向火花特}iE及现有火花监测方法的研究，提出一种新的火花 监测方法：图象监测法。介绍了该方法的持点和实施要点，并提供实验结果汪明其可行傩。提 出了以火花能量和火花频度为依据的火花客观评价方法。阐述了火花短时能量等几种火花客 观评价参数的数学模型。 、 关键词：庄线监测、图象处理、商梳电机、接向火花、火花客巍评价 一、引言 直流电机由F具有渊速特性好、过载能力强、能承受频繁的冲击载荷等优点，因此，它在可 逆转、可谰速、及高精度的传动领域一赢居垄断地位，被广泛用于冶金、矿山、交通运输、纺织印 染、造纸印刷、化工及机床等r业中。但由于换向器与电刷的存在，使得直流电机故障率较高。 直流电机最常见的故障是换向敞障，换向故障最嘲显的特征是换向火花过大。经常观察火花的 形态、颜色、亮匿对火花沿刷握方向的分布特征及其变化．是一项很重要的电机日常维护工作。 由于目前尚未有实用的仪器可精确测定换向火花的等级，在生产实践中，对换向火花的监 测通常由点检[人来完成。人工观测火花依赖于点砼工人对火花特征的主观印象和个人的经 验#{累。观测结果不可避免地受到主观因素的影响。 调研与联机检索的结果表明，监测换向火花的电磁辐射、监测电机电参藿：频谱和监测换向 火花的光信号是换向火花状态监测的j个主要方向。国外的科研机构从八十年代中期便开始 r自动监测火花的研究，并做成仪器，囤内学者在这方丽也做了一些工作。火花监测的国内外 技术动态弛褒j。除此之外，有些学者致力j二火花的客观、定量评价方法的研究及仪器的研制 i1] 我f¨认为．完善的火花：艋测方法应具有以下特，^： 1．全面保留火花的特征。火仡的形态、颜色、亮度以及火化沿刷握方向的分布特征足火花 的重要特征i】][2j，剥。J。火花的状态监测与评价及敞障珍断有重要意义。崮此，有必要全面保 留火花的特征。换向一R花的特征与电机故障的关系见表2。 2．向可靠性。电机的运行环境通常较为恶劣，电磁干扰强烈．粉尘、油较多。在这种环境下 1作，要求监测方法有高iT靠陲。 从表1可以看出．Fj前尚未有一种较为完善的火花监删方法。相比而言，光电管阵列与光 纤传光束耦台的监测法性能较全面。 ‘ 二、一种新的换向火花监测方法～图象监测法 图象监i皿_l法使用图象传感器探测换向火花的光信号，输出视频信号。视频信号数字化仪把 ·404· # ．‘f 视频信号转变为数字图象．，通过识别火花图象就町以得到换向火花的状态信息，从而达到在线 监i}19换向火花状态的目标。 表1 火花监测的国内外技术动态 监删方法 被监测旦I 托 ^ 州发年付tJ浣啊 ～ ——+———————————————————1———————～——————————————。——。。。。。。一 主檄磁 l监测盐置nJL』独立于电机，牲畏活 场的高频 ：丢失火花的分布特，征与嘲色特征 iI 场扰 土的功 ～极高监 一磁频测 扰动 ：{易受干扰．可靠性较善 l TUG【、(1．Ma rtlI．1，^ke)I l监测装皆。』以独一7于电机，较是话 无线电 无线电 98‘ ?丢失代化的‘，而转血与颤色特征 波监测法 干扰强度