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前言1

第一章 概论1

第一节 设备故障诊断技术1

一、设备诊断技术的发展及其产生的影响1

目录1

二、国外设备诊断技术发展概况7

三、国内设备诊断技术研究与开发情况10

四、设备诊断技术的经济效益12

第二节 电机故障的诊断技术13

一、电机与现代生产和生活的关系13

二、电机故障诊断技术的特点17

三、电机诊断技术20

一、设备故障诊断过程23

第二章 设备故障诊断技术原理23

第一节 概述23

二、设备故障诊断技术的内容25

三、设备故障诊断的两个层次36

第二节 传感器37

一、传感器概述37

二、传感器的特性39

三、设备诊断对传感器的要求40

第三节 数据采集和预处理42

一、数据采集系统42

二、信号预处理46

第四节 数据处理52

一、信号处理方法52

二、频谱分析法54

三、相关分析法55

四、信号平均法60

五、概率统计法61

第五节 诊断软件与专家系统63

一、设备故障诊断软件63

二、几种典型的诊断软件65

三、专家系统71

四、EXPLORE-EX诊断专家系统79

第三章 电机类型及故障现象82

第一节 电机主要类型和使用条件82

一、电机的能量交换82

二、电机基本组成部分84

三、电机的主要类型85

四、电机运行方式86

五、 绝缘系统93

第二节 同步发电机与同步电动机95

一、同步电机特点95

二、同步发电机95

三、同步电动机98

四、同步电机结构100

第三节 异步电动机107

一、异步电动机的工作特性107

二、异步电动机的基本结构108

第四节 直流电动机114

一、直流电动机的原理与特点114

二、直流电动机的基本结构116

一、电机的运行与外界条件的影响132

第五节 电机运行条件与故障之间的关系132

二、运行条件与电机故障133

三、电动机故障的机理与征兆136

四、电动机故障原因的分析140

第四章 电机噪声的测量与诊断145

第一节 声学噪声测量的基本知识145

一、客观评价噪声的几个物理量146

二、响度级和等响曲线148

三、频谱和频谱分析150

第二节 电机的噪声源152

一、空气动力噪声153

二、电磁噪声155

三、机械噪声和轴承噪声159

四、电刷噪声161

第三节 噪声测量仪器162

一、声级计162

二、模拟式频谱分析仪166

三、电平记录仪175

四、磁带记录仪176

第四节 电机噪声测量的方法和限值181

一、电机噪声的工程测定法181

二、半自由场电机噪声的测量184

三、混响室中电机噪声的测量189

四、电机噪声方向性指数的确定191

五、电机噪声的简易测定方法191

第五节 电机的噪声诊断193

一、电机噪声的测试193

六、电机的噪声限值193

二、电动机噪声源的简单鉴别199

三、减噪措施200

第六节 电机声功率级的声强法测定202

一、声强测量法的概述202

二、声强法测量的基本原理204

三、声强测试仪器及软件207

四、声强法测量的实例210

第五章 电机振动的测量与诊断214

第一节 振动测量基本知识214

一、机械振动简介214

二、频谱图217

三、振动的分类218

四、振动测量中的振动级225

第二节 电机振动异常的识别226

五、振动测量时特征量的选择226

一、定子异常产生的电磁振动228

二、气隙不均匀引起的电磁振动229

三、转子导体异常引起的电磁振动231

四、转子不平衡产生的机械振动232

五、滚动轴承异常产生的机械振动233

六、滑动轴承振动238

七、安装、调整不良引起的机械振动241

第三节 振动测试设备243

一、振动传感器243

二、测振仪252

三、前置放大器255

四、数字信号分析仪257

第四节 电机振动的测定及诊断263

一、电机振动的测定及限值263

五、磁带记录仪263

二、电机振动的诊断程序和内容267

三、电机振动的简易诊断270

四、精密诊断的振动测量方法270

五、电机振动的诊断实例272

第五节 扭振的检测和诊断279

一、轧钢电动机的扭振现象280

二、扭振的监测287

三、轧钢电动机扭振的解析和计算291

四、诊断结论294

第六章 绝缘结构的故障诊断296

第一节 绝缘诊断概述296

一、绝缘老化与绝缘诊断296

三、电机绝缘诊断程序302

二、绝缘诊断的内容302

第二节 绝缘结构的电气试验304

一、绝缘电阻和极化指数的测定304

二、直流泄漏和直流耐压试验309

三、匝间绝缘的检查方法和耐压试验311

四、对地绝缘耐压试验315

五、介质损耗角正切tgδ及其增量△tgδ的测定317

六、绝缘结构局部放电测量320

第三节 电机绝缘的冲击试验和自动诊断装置325

一、浪涌冲击电压诊断法325

二、绝缘自动诊断装置327

第四节 电机绝缘状态监测329

一、电机绝缘状态监测的作用329

二、绝缘分解物的监测330

三、局部放电的监测333

四、几种新的绝缘监测和试验方法337

第五节 电机绝缘状态和剩余寿命的诊断341

一、直流电机绝缘剩余寿命的诊断341

二、交流高压电机绝缘剩余寿命的诊断349

三、用概率模型评估电机绝缘剩余寿命352

四、电机绝缘状态的综合评价诊断法360

五、电机绝缘诊断专家系统362

第七章 电气综合诊断367

第一节 电流频谱诊断法367

一、转子断条诊断原理367

二、气隙偏心度诊断原理370

三、转子断条的频谱图变化371

四、电流检测和诊断系统375

第二节 换向评价和火花监测378

一、换向性能的评价378

二、产生换向火花的原因378

三、换向不良的征兆及产生的原因381

四、换向火花的等级384

五、换向火花监测装置386

第三节 轴电压的检测390

一、轴电压检测的诊断意义390

二、轴电压产生的机理391

三、轴电压的检测和诊断393

第八章 电机温度检测396

第一节 电机的温升与测温396

一、电机的发热、冷却与温升396

二、电机内部测温点位置401

三、电机测温用温度计405

第二节 电机测温方法417

一、温度计法417

二、电阻法418

三、埋置检温计法421

四、叠加法422

第三节 转子温度测量429

一、红外光脉冲转子测温装置的组成429

二、转子测温装置的原理431

三、转子测温装置的技术指标432

四、转子测温的应用范围433

第四节 红外与光纤技术在电机测温中的应用435

一、用红外点温仪测量换向器和集电环表面温升436

二、铁心温升分布和定子绕组过热点测量437

三、光纤温度传感器441

第九章 诊断技术中的计算机及其相关技术446

第一节 计算机与诊断技术446

一、计算机在监测系统中的位置446

二、诊断仪器的计算机化447

三、诊断系统中计算机的作用448

第二节 微机系统基本原理449

一、微机系统的构成449

二、微机工作原理453

三、几种常用微处理器458

第三节 多路转换器468

一、概述468

二、多路转换器工作原理469

三、常用多路开关（芯片）的性能471

一、概述473

第四节 采样保持器473

二、采样保持器的几个性能参数474

三、采样保持器的几种典型电路475

四、采样保持器的选用477

第五节 D/A、A/D转换器477

一、概述477

二、D/A转换器478

三、A/D转换器489

第六节 计算机与A/D及D/A转换器的接口508

一、接口概述508

二、几种常用的通用接口514

三、D/A转换器与微处理器的接口529

四、A/D转换器与微处理器的接口535

一、电机监测的必要性542

第一节 电机状态监测方式的选择542

第十章 电机状态监测542

二、状态监测系统的模式545

三、监测适用性的决策548

第二节 离线状态监测552

一、离线状态监测系统的构成和功能552

二、数据采集器554

三、离线状态监测系统实例558

第三节 在线状态监测系统561

一、在线状态监测系统的特点561

二、几种通用的在线监测系统564

三、用于在线监测的综合技术575

四、在线监测项目的选择578

参考文献585