浅谈电机综合测试仪的应用

冯 磊

(江西铜业集团公司，江西 贵溪 335424)

1 引言

电动机是通过定子加对称交流电源，形成气隙旋转磁场，依靠电磁感应作用，在转子中感应电动势、产生电流，进而产生电磁力和电磁转矩，带动转子转动，从而实现电能到机械能的转换[1]。由于性价比高，而且适用性很强，电动机的运用非常广泛，在工业生产、电力系统等方面都发挥着重大作用。针对常见的故障问题，便需要引起重视，通过有效的手段实现故障检测和处置，减小这些故障对生产活动带来的负面影响[2]。同以往电机检测技术相比，一种全新的电机综合测试仪检测技术优势显著，以下就电机综合测试仪、静态检测方法和动态检测方法分别进行介绍。

2 电机综合测试仪介绍

电机综合测试仪是一种电机检测硬件和测试数据分析软件于一体的成套测试设备，集成了电机静态、动态检测技术，测试接线操作简单、测试数据结果可视化、直接建立数据库、可以长期进行跟踪对比。拥有世界领先的电机状态检测及故障诊断分析管理系统,其专业的软件、硬件,可为电机实现：

（1）预防故障发生:通过日常定期状态检测，判断电机当前状况，提前发现隐患，指导点检员们及时预防、处理，将隐患消灭在萌芽状态；

（2）诊断故障快速:在电机发生故障时快速诊断，确定故障原因；

（3）简化检测操作:因简单连接即可检测分析供电回路、绝缘、定子、转子、气隙、电能质量的健康状态，使检测操作高度集成简化；

（4）科学管理数据:系统将每次检测所得数据直接建立数据库，对每台电机状态进行长期跟踪，从而定性电机劣化趋势，为车间决策服务。

其检测参数如表1。

3 电机综合测试仪静态测试

电机综合测试仪静态测试是指电机在停止断电状态下进行的电机测试，静态检测包括四个项目:交流标准、PI极化指数、RIC转子影响评估、步进电压。

3.1 交流标准

交流标准检测项目包括绕组电阻及三相绕组电阻平衡率、绕组电感及三相绕组电感平衡率、对地电容、绝缘电阻检测值及更正值（换算值）。三相绕组电阻不平衡率一般是3%以上为戒备，即存在隐患，4%以上为告警，即不合格。三相绕组电感不平衡率一般是8%以上为戒备，即存在隐患，可能存在转子鼠笼条断条隐患。绝缘电阻值一般是150MΩ以下为戒备，即存在隐患，100MΩ以下为告警，即不合格。检测结果后的处理措施共有两种，戒备处理措施：需定期检测，进行数据对比看有无继续劣化趋势。告警处理措施：加强点检及检测频率，或视情况更换。

交流标准测试结果（图一）

3.2 PI极化指数

PI值反映了电机整体绝缘状况及综合寿命。PI=10分钟对地绝缘值/1分钟对地绝缘值，因为PI是相对值，不受温度和湿度的影响（温度可5到10倍影响绝缘电阻值变化），传统绝缘电阻R值，仅提供一个状态点的值，且受温度影响很大。PI高，整体绝缘良好，随着绝缘逐渐老化，PI不断降低。测试值在1.5以下为戒备，1以下为告警。戒备处理措施：需定期检测，进行数据对比看有无继续劣化趋势。警处理措施：加强点检及检测频率，或视情况进行绝缘处理。

表1

3.3 RIC转子影响评估

RIC转子影响评价测试结果（图二）RIC转子影响评价测试结果（图三）

RIC测试原理是电动机在静态下，通过按一定角度旋转电机360度，通过剩磁发电，从而判断电动机是否存在转子偏心、断条，定子匝间短路隐患。测出图形为标准正弦波则正常，如波形有无畸变或波峰波谷不在同一水平线上则转子存在隐患。图二为气隙偏心图例，不偏心时应整体为水平方向。图三为三相电感曲线变化较大，低影响转子出现电感正弦波形，表明电机转子剩磁不均匀，有断条隐患出现。图四为电机匝间短路（电感曲线两低一高）。

3.4 步进电压

检测时，设置起始值，步进值，及终止值，仪器电脑程序自动逐级加压。直观显示在各电压等级下泄漏电流的变化情况，便于判断电机在对应绝缘状态下泄漏电流有无突变。图五为电机步进电压测试结果。

RIC转子影响评价测试结果（图四）

步进电压测试结果（图五）

4 电机综合测试仪动态测试

电机综合测试仪动态测试是指电机在带电运行状态下进行的电机测试，动态检测包括五个项目，包括转子评价、偏心、浪涌/启动、电能、解调。

4.1 转子评价

转子评价是用来判断电动机是否存在转子断条。通过看基频两侧最近且对称的波峰是否在蓝线以下，如在则电机转子正常。若超过黄色警戒线则存在隐患，应加强关注定期检测，通过数据对比查看，是否有加剧劣化现象。若超过红色警戒线则判断电机转子断条。图六为正常的转子断条特征谱线。

转子评价测试结果（图六）

4.2 偏心

偏心频谱图可以用来判断转子是否存在偏心问题。主要是看600～2500Hz之间是否有四个连续的波峰且间距相等，但频率不能是基波的奇数倍（排除谐波影响），从而判断电机转子是否存在偏心，若有则电机转子偏心，无则电机正常。图七频谱分析显示在参考范围内出现了四个连续的波峰，间距约为120，且不是基波的奇数倍，为显示该电机出现偏心问题。

偏心测试结果（图七）

4.3 浪涌/启动

浪涌是监视电动机启动时的电流，保存数据以便日后参照对比，看其是否存在异常。

电能质量分析测试数据（图八）

4.4 电能

电能质量分析是监视电机在运行时的电压电流是否异常。

4.5 解调

电流解调频谱图可以判断电机基础是否存在地脚松动及转子是否平衡。通过多次测试所得的电流解调频谱图进行比对，一次测试所得的电流解调频谱图不能准确的反映出电动机的问题所在，看后面测得的频谱图与前一次测得的频谱图是否存在较大的偏差，若偏差较大则可能存在地脚松动及转子不平衡/不对中的问题。图九为解调测试数据，基础松动特征频率为1/2轴频率，若此谱线峰值持续增大需检查基础螺栓是否松动。轴频率=轴转速/60。

解调测试数据（图九）

5 电机综合测试仪在贵溪冶炼厂的应用

相比以往传统法测试电机需准备直阻测试仪、兆欧表、直流高压发生器多台设备，电机综合测试仪高度集成了其全部功能，测试速度快、精度高、测试接线简单、数据丰富、功能强大。

贵溪冶炼厂共有各类型电机总数达万余台，其中很多为司控厂控重大、关键设备，如熔炼车间的闪速炉排风机电机、转炉排风机电机、环保风机电机、蒸汽干燥机电机、行车电机，硫酸车间的二氧化硫风机电机、浓酸泵电机，动力车间的制氧机空压机电机、转炉送风机电机等。

近几年来共对这些电机定期进行了千余台次测试，及时判断电机性能状况，提前发现隐患，将隐患消灭在萌芽状态，建立了测试数据档案，对每台电机测试结果进行对比，从而判断电机劣化趋势，为车间设备管理提供参考依据，特别是在年修前对各车间重点电机进行测试，视状况为外送进行保养维修提供了依据，确保设备不欠修、过修，节约了维修费用，提升了车间设备管理水平。

6 结束语

通过电机综合测试仪在的成功应用，大幅提高了电机测试的高效精准，为设备长周期高效正常运行提供了保证，产生了较大的经济效益，为工厂正常生产提供了保障，电机测试的成功应用具有在全公司范围内推广价值。