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中礦龍科能源科技(北京)股份有限公司
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智能診斷原理
諧波診斷----具有劃時(shí)代意義的電氣設(shè)備診斷技術(shù)
對(duì)電氣設(shè)備的維修而言， 狀態(tài)修是理想的維修模式， 但也是最難有效實(shí)施的。實(shí)施狀態(tài)修維修模式的關(guān)鍵是要能夠使用科學(xué)的監(jiān)測(cè)、檢查、診斷等手段， 及時(shí)獲取、全面掌握電氣設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的數(shù)據(jù)，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)分析、判斷電氣設(shè)備是否正常， 在此基礎(chǔ)上， 才能針對(duì)電氣設(shè)備的不同狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防性維修。被譽(yù)為“ 諧波診斷之父” 的高博先生根據(jù)高次諧波的測(cè)定原理，研發(fā)出的非接觸型電氣設(shè)備診斷系統(tǒng)徹底解決了電氣設(shè)備狀態(tài)修的兩大技術(shù)難點(diǎn)—數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)比對(duì)。高博先生的研究成果不僅使電氣設(shè)備的狀態(tài)修維修模式能得以有效實(shí)施，而且能使技術(shù)人員在遠(yuǎn)離機(jī)械設(shè)備的情況下對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并排除故障。
高次諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害是眾所皆知的事實(shí)，如果百度一下“高次諧波”，搜索結(jié)果大多都是有關(guān)高次諧波的危害及其抑制措施的條目，搜索結(jié)果表明，高次諧波是導(dǎo)致電氣設(shè)備異常、劣化的關(guān)鍵性因素之一。高博先生認(rèn)為，規(guī)律一定能延續(xù)下去，能延續(xù)下的就一定是規(guī)律。針對(duì)高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間存在關(guān)聯(lián)性的事實(shí)，高博先生生前傾40余年的精力推動(dòng)高次諧波的理論研究和工程應(yīng)用，找出了高次諧波成分變化規(guī)律與電氣設(shè)備異常、劣化程度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系�；诟卟┫壬难芯砍晒刮覀兡軌蛲ㄟ^監(jiān)測(cè)電流所發(fā)出的高次諧波，對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備進(jìn)行故障診斷。推動(dòng)了電氣設(shè)備的維修模式由定期修向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變。
高次諧波對(duì)電氣設(shè)備是有害的，這是普遍共識(shí)，因此，大部分研究人員對(duì)于高次諧波的研究方向也普遍集中于如何抑制高次諧波的發(fā)生和降低高次諧波的危害方面。而高博先生則做了反向研究，研究電流所發(fā)出的高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間的相關(guān)性。其研究發(fā)現(xiàn)電流所發(fā)出的高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間存在著高度相關(guān)性的結(jié)果成為新技術(shù)。
在幾十年的研究過程中，發(fā)明人累積的有關(guān)高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間相關(guān)性的數(shù)據(jù)超過20萬(wàn)組， 其中37200組數(shù)據(jù)是高博先生用了10余年的時(shí)間， 定向跟蹤了1000臺(tái)電動(dòng)機(jī)、1000臺(tái)負(fù)載、800臺(tái)變頻器而獲得的。在2002年，基于諧波診斷理論和大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研發(fā)出了非接觸型電氣設(shè)備診斷系統(tǒng)，新型電氣設(shè)備診斷技術(shù)，能夠診斷出電氣設(shè)備異常部位、劣化程度、劣化原因，并給出維修對(duì)策。
日本于2004年、韓國(guó)于2005年相繼成立了高次諧波研究會(huì)，日本和韓國(guó)有8所大學(xué)成立了高次諧波研究所。而我們國(guó)內(nèi)目前的高次諧波診斷研究相對(duì)滯后。
對(duì)于人體的健康診斷，所采用的最基本方法是血液檢查，對(duì)于電氣設(shè)備的健康診斷，可以采用檢測(cè)電機(jī)和變頻器中的電流的方法。電流由發(fā)電廠輸出時(shí)，電流的波形是很有規(guī)則的正弦波曲線，在電流通過電容、變壓器、變頻器等設(shè)備后，電流中會(huì)出現(xiàn)不需要的高次諧波，這些高次諧波使電流的波形由正波變?yōu)橥岵�。電氣設(shè)備在發(fā)生異常、劣化時(shí)，通過電氣設(shè)備的電流中會(huì)有相應(yīng)的高次諧波，這些高次諧波的波形都具有一定的特征。比如，電機(jī)的回轉(zhuǎn)軸、軸承的固定部位有異常、劣化發(fā)生時(shí)，電流所發(fā)出的高次諧波的波形特征是像豎立的菱形；電機(jī)線圈的絕緣部位有異常、劣化發(fā)生時(shí)，電流所發(fā)出的高次諧波的波形特征是像橫放的菱形。
發(fā)明人通過長(zhǎng)年對(duì)電流中的高次諧波成分和電氣設(shè)備異常、劣化狀態(tài)做詳細(xì)的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)了兩者之間的相關(guān)性，建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，為電氣設(shè)備異常、劣化的斷定提供了事實(shí)依據(jù)。將非接觸型電氣設(shè)備診斷器所采集的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，形狀相似的可以認(rèn)同為有相同的異常、劣化發(fā)生。我們的數(shù)據(jù)庫(kù)具有無(wú)止境的自我學(xué)習(xí)功能，能夠持續(xù)累積實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
美國(guó)波音公司在757飛機(jī)的研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，在導(dǎo)致設(shè)備損壞的眾多因素中，使用時(shí)間僅占11%，89%的因素與設(shè)備的狀態(tài)、維修有關(guān)。如果設(shè)備的維修模式從傳統(tǒng)的TBM（基于時(shí)間的定期維修）模式變?yōu)镃DT（基于狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)的狀態(tài)修）模式，企業(yè)就可以根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)決定是否需要更換設(shè)備，將大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。諧波診斷技術(shù)，是通過電流所發(fā)出的高次諧波判斷電氣設(shè)備狀態(tài)，解決了狀態(tài)修的監(jiān)測(cè)、檢查、診斷等手段問題，同時(shí)解決了數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)比對(duì)問題。
采用諧波診斷技術(shù)， 設(shè)備不需要停機(jī)， 不影響正常生產(chǎn)；使用非接觸型電氣設(shè)備診斷器是在電氣設(shè)備電源處測(cè)定電流中的高次諧波，因此，技術(shù)人員既不與設(shè)備接觸，又能準(zhǔn)確確認(rèn)故障發(fā)生處；對(duì)于像軌道交通中的機(jī)車車輛等大型、移動(dòng)的設(shè)備，可以實(shí)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)；設(shè)備維修可以實(shí)現(xiàn)人工智能化管理，技術(shù)人員利用互聯(lián)網(wǎng)向人工智能服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)，人工智能系統(tǒng)立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并瞬時(shí)把分析報(bào)告?zhèn)鹘o用戶，用戶馬上得到診斷結(jié)果和所需要的的對(duì)策提案。采用諧波診斷技術(shù)， 企業(yè)可以有效地實(shí)施狀態(tài)修維修模式， 不僅可以預(yù)測(cè)故障周期， 防止突發(fā)性故障的發(fā)生， 還可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本32% ～ 48% 。因?yàn)椴捎弥C波診斷技術(shù)，減少了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間， 提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率； 只需更換故障零部件， 延長(zhǎng)了設(shè)備的更新周期， 提高了整機(jī)的利用壽命； 減少了不必要的設(shè)備保養(yǎng)、檢查環(huán)節(jié)， 降低材料、工時(shí)等費(fèi)用， 節(jié)省了維護(hù)費(fèi)。
諧波診斷技術(shù)還是一項(xiàng)節(jié)能、環(huán)保技術(shù)，因?yàn)�，采用諧波診斷技術(shù)， 延長(zhǎng)了設(shè)備的更新周期， 減少了廢棄物的產(chǎn)生；減少突發(fā)性故障，減少不良品和廢品的發(fā)生率。
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高次諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害是眾所皆知的事實(shí)，如果百度一下“高次諧波”，搜索結(jié)果大多都是有關(guān)高次諧波的危害及其抑制措施的條目，搜索結(jié)果表明，高次諧波是導(dǎo)致電氣設(shè)備異常、劣化的關(guān)鍵性因素之一。高博先生認(rèn)為，規(guī)律一定能延續(xù)下去，能延續(xù)下的就一定是規(guī)律。針對(duì)高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間存在關(guān)聯(lián)性的事實(shí)，高博先生生前傾40余年的精力推動(dòng)高次諧波的理論研究和工程應(yīng)用，找出了高次諧波成分變化規(guī)律與電氣設(shè)備異常、劣化程度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系�；诟卟┫壬难芯砍晒刮覀兡軌蛲ㄟ^監(jiān)測(cè)電流所發(fā)出的高次諧波，對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備進(jìn)行故障診斷。推動(dòng)了電氣設(shè)備的維修模式由定期修向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變。
高次諧波對(duì)電氣設(shè)備是有害的，這是普遍共識(shí)，因此，大部分研究人員對(duì)于高次諧波的研究方向也普遍集中于如何抑制高次諧波的發(fā)生和降低高次諧波的危害方面。而高博先生則做了反向研究，研究電流所發(fā)出的高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間的相關(guān)性。其研究發(fā)現(xiàn)電流所發(fā)出的高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間存在著高度相關(guān)性的結(jié)果成為新技術(shù)。
在幾十年的研究過程中，發(fā)明人累積的有關(guān)高次諧波與電氣設(shè)備異常、劣化之間相關(guān)性的數(shù)據(jù)超過20萬(wàn)組， 其中37200組數(shù)據(jù)是高博先生用了10余年的時(shí)間， 定向跟蹤了1000臺(tái)電動(dòng)機(jī)、1000臺(tái)負(fù)載、800臺(tái)變頻器而獲得的。在2002年，基于諧波診斷理論和大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研發(fā)出了非接觸型電氣設(shè)備診斷系統(tǒng)，新型電氣設(shè)備診斷技術(shù)，能夠診斷出電氣設(shè)備異常部位、劣化程度、劣化原因，并給出維修對(duì)策。
日本于2004年、韓國(guó)于2005年相繼成立了高次諧波研究會(huì)，日本和韓國(guó)有8所大學(xué)成立了高次諧波研究所。而我們國(guó)內(nèi)目前的高次諧波診斷研究相對(duì)滯后。
對(duì)于人體的健康診斷，所采用的最基本方法是血液檢查，對(duì)于電氣設(shè)備的健康診斷，可以采用檢測(cè)電機(jī)和變頻器中的電流的方法。電流由發(fā)電廠輸出時(shí)，電流的波形是很有規(guī)則的正弦波曲線，在電流通過電容、變壓器、變頻器等設(shè)備后，電流中會(huì)出現(xiàn)不需要的高次諧波，這些高次諧波使電流的波形由正波變?yōu)橥岵�。電氣設(shè)備在發(fā)生異常、劣化時(shí)，通過電氣設(shè)備的電流中會(huì)有相應(yīng)的高次諧波，這些高次諧波的波形都具有一定的特征。比如，電機(jī)的回轉(zhuǎn)軸、軸承的固定部位有異常、劣化發(fā)生時(shí)，電流所發(fā)出的高次諧波的波形特征是像豎立的菱形；電機(jī)線圈的絕緣部位有異常、劣化發(fā)生時(shí)，電流所發(fā)出的高次諧波的波形特征是像橫放的菱形。
發(fā)明人通過長(zhǎng)年對(duì)電流中的高次諧波成分和電氣設(shè)備異常、劣化狀態(tài)做詳細(xì)的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)了兩者之間的相關(guān)性，建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，為電氣設(shè)備異常、劣化的斷定提供了事實(shí)依據(jù)。將非接觸型電氣設(shè)備診斷器所采集的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，形狀相似的可以認(rèn)同為有相同的異常、劣化發(fā)生。我們的數(shù)據(jù)庫(kù)具有無(wú)止境的自我學(xué)習(xí)功能，能夠持續(xù)累積實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
美國(guó)波音公司在757飛機(jī)的研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，在導(dǎo)致設(shè)備損壞的眾多因素中，使用時(shí)間僅占11%，89%的因素與設(shè)備的狀態(tài)、維修有關(guān)。如果設(shè)備的維修模式從傳統(tǒng)的TBM（基于時(shí)間的定期維修）模式變?yōu)镃DT（基于狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)的狀態(tài)修）模式，企業(yè)就可以根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)決定是否需要更換設(shè)備，將大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。諧波診斷技術(shù)，是通過電流所發(fā)出的高次諧波判斷電氣設(shè)備狀態(tài)，解決了狀態(tài)修的監(jiān)測(cè)、檢查、診斷等手段問題，同時(shí)解決了數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)比對(duì)問題。
采用諧波診斷技術(shù)， 設(shè)備不需要停機(jī)， 不影響正常生產(chǎn)；使用非接觸型電氣設(shè)備診斷器是在電氣設(shè)備電源處測(cè)定電流中的高次諧波，因此，技術(shù)人員既不與設(shè)備接觸，又能準(zhǔn)確確認(rèn)故障發(fā)生處；對(duì)于像軌道交通中的機(jī)車車輛等大型、移動(dòng)的設(shè)備，可以實(shí)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)；設(shè)備維修可以實(shí)現(xiàn)人工智能化管理，技術(shù)人員利用互聯(lián)網(wǎng)向人工智能服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)，人工智能系統(tǒng)立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并瞬時(shí)把分析報(bào)告?zhèn)鹘o用戶，用戶馬上得到診斷結(jié)果和所需要的的對(duì)策提案。采用諧波診斷技術(shù)， 企業(yè)可以有效地實(shí)施狀態(tài)修維修模式， 不僅可以預(yù)測(cè)故障周期， 防止突發(fā)性故障的發(fā)生， 還可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本32% ～ 48% 。因?yàn)椴捎弥C波診斷技術(shù)，減少了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間， 提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率； 只需更換故障零部件， 延長(zhǎng)了設(shè)備的更新周期， 提高了整機(jī)的利用壽命； 減少了不必要的設(shè)備保養(yǎng)、檢查環(huán)節(jié)， 降低材料、工時(shí)等費(fèi)用， 節(jié)省了維護(hù)費(fèi)。
諧波診斷技術(shù)還是一項(xiàng)節(jié)能、環(huán)保技術(shù)，因?yàn)�，采用諧波診斷技術(shù)， 延長(zhǎng)了設(shè)備的更新周期， 減少了廢棄物的產(chǎn)生；減少突發(fā)性故障，減少不良品和廢品的發(fā)生率。
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