电梯驱动主机振动检测分析系统的研制

2021-11-23马壮

商品与质量 2021年28期

马壮

沈阳特种设备检测研究院辽宁沈阳 110000

1 应用价值

如今，各个检测研究院在日常工作中对于电梯噪声的投诉问题比较常见，现阶段各检验机构对于现场噪声大小的测量只通过配置声级机来进行，并没有配置相应的分析设备，所以，即便检验人员在现场测量的噪声值超出了国家标准要求，并且能够快速判断出噪声是驱动主机所发出的，但是，也不能准确判断产生振动和噪声的原因，也无法给出相应的解决方案。即使是电梯的设计和制造工艺已经很成熟，但是，由于加工工艺不同，尽管是统一批次的电梯，个别电梯的驱动主机也有可能产生异常的振动和噪声。为了能够尽可能避免电梯事故的出现，不仅要求制造厂家使用严谨的设计工艺，同时还需要做好日常的电梯维护保养工作。使用驱动主机振动检测分析系统，能够快速判断出存在于驱动主机内部故障而引起的噪声和导致振动现象出现的主要原因，这样一来就能够为维修人员在出现电梯事故之前开展维修处理工作提供便利，从而尽可能减少判断噪声和振动故障的时间，为乘客的安全提供可靠的保障[1]。

2 电梯驱动主机振动检测分析系统概述

在感应电动机驱动系统中使用驱动主机振动检测系统，能够检测出变速箱中的故障，频谱分析则可以用在非恒定条件下附载的参数检测中，这种分析方法的使用能够在没有参考体系的条件下进行，具有很好的实用性。在开展输电线路架空张力检测工作中，使用频谱分析方法能够替代传统的输电线路张力监测方法，可以借助传感器将导线的振动信号传输回来，并且对其进行准确分析。基于噪声的普通谐波频率、噪声的频谱等，借助频谱分析可以判断出噪声的产生原因，判定其是否是由永磁同步电机的谐波而引起的。然而，在风机齿轮箱振动信号检测、电动车检测、汽车减速器以及木材加工机械故障诊断中，阶次分析已经成为了一种不必可少的方法。对电梯驱动主机振动检测系统的分析，能够快速得知驱动主机的工作状态。不管是电梯驱动主机的局部振动还是整体振动，甚至还是电梯曳引机中的滚动轴承的振动，以归纳推力分类的方法都能够快找出其中存在的原因，并且能够通过使用多线程技术和C语言的高效性进行并行处理，实现同步采集与处理，这种方法的使用不会出现系统的延迟和数据的丢失。由于仅仅借助频谱分析方法不能准确找出引发诊断故障的原因，因此，人们又提出了新的机遇信息融合分析的检测方法。面对故障特征频率容易被基波频率淹没的问题，机遇瞬时功率谱的方法随之产生，这种方法的使用不仅能够突出故障的特征频率，同时还能够消除基波频率产生的影响[2]。

3 电梯驱动主机振动检测分析系统的研制

本系统采用的硬件部分为振动传感器，数据采集系统，振动传感器安装在驱动主机上进行测量。通过对汽车电机的噪声和振动特性的分析，可以表明电机的振动信号完全可以作为判断电机噪声是否符合条件的因素之一。根据从驱动主机上采集的振动信号，利用幅谱分析、功率谱分析、分数倍频程分析、自相关分析、互相关分析等。根据数据的采集，后期的分析，找出产生噪声和振动的原因，特别是老旧电梯的维修与改造提供专业意见，以期达到快速、准确、高效和稳定的检测目的。

4 实验验证

实验研究内容包含以下几个方面：①通过对电梯制造的电梯进行振动信号的采集，并且利用快速傅里叶变换、频谱分析、阶次分析对电梯的运行状况的频谱进行观察，从而总结出健康电梯的运行状况。②对电梯制造厂的电梯驱动主机模拟进行设置故障的试验，采集数据。并利用上述的检测分析方法，进行初步的检测和分析诊断。将诊断的结果与模拟设置的故障进行对比，从而积累产生噪声和振动的原因和检测结果之间的关联性。③建立电梯健康状态检测标准，并利用从电梯上检测到的振动信号用于诊断电梯的运行故障。④开发电梯驱动主机振动的检测分析系统，并对在用各式电梯尤其是老旧电梯进行故障检测和分析，实现驱动主机故障的提前诊断和即时分析。本项目拟采用“故障机理-检测方法-检测标准-系统开发-现场验证”的研究方法，针对电梯驱动主机振动的检测和分析以及实现老旧电梯健康状态检测分析的需要而提出的创新的解决方案，以现场检测和分析为最高目标，将理论与实践相结合，建立适用于各式电梯，特别是老旧电梯的健康状态综合评价体系，研制驱动主机振动检测分析系统，实现电梯驱动主机振动故障诊断[3]。

具体的研究开发过程安排如下：①通过理论与实际调研相结合来分析电梯产生噪声和振动的原因，以及发生故障的部件的概率。②对电梯厂的电梯进行模拟设置驱动主机噪声和振动的故障，进行采集信号，利用快速傅里叶变换、频谱分析、阶次分析结合的分析方法对电梯健康状态评价标准进行分析验证。