采煤机割煤电机故障监测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采煤机电机故障的监测装置及方法，特别是一种适应煤矿特殊环境滚筒采煤机的割煤电机故障实时监测方法。
技术背景
[0002]割煤电机是采煤机的关键部件，割煤电机的安全可靠运行对保障采煤机高效开采具有重要的作用。但是，由于煤矿环境恶劣，截割电动机工作在潮湿、多灰尘、有一定腐蚀性且温度高的恶劣工况下，经常频繁大负荷启动，电压波动大，导致电动机故障频繁。某煤矿3个月内割煤电动机就烧损了 16台，直接经济损失100余万元，停产导致的经济损失达2000余万元(矿山机械2011，39 (8): 145-146)。目前电机故障监测诊断技术通常是针对地面环境，采用的方法大多是温度、磁场、振动和电流的监测，但都不适应矿井恶劣环境中电机的故障监测，例如:
[0003]专利“诊断永磁容错电机匝间短路故障的方法CN200710018403.9”公开的一种通过故障前后瞬时功率的平均值的变化来判断电机匝间短路故障的方法；专利“基于磁场探测的同步电机静止励磁装置故障诊断方法CN201110046178.6”公开的一种基于磁场探测的同步电机静止励磁装置故障诊断方法；专利“大型发电机转子匝间短路故障的在线诊断方法CN201110047611.8”公开的一种基于转子振动与励磁电流相关性的大型发电机转子匝间短路故障在线诊断方法；专利“基于励磁机励磁电流的交流无刷发电机故障检测方法CN201210125470.1”公开的一种基于励磁机励磁电流的交流无刷发电机故障检测方法?’专利“电机定子温度传感器故障诊断系统CN201210303164.2”公开的一种电机定子温度传感器故障诊断系统；专利“电机运行状态监测和故障检测系统CN201310250037.5”公开的一种由电压互感器、电流互感器、光电编码器、加速度传感器、温度传感器、微处理器、显示单元、声光报警单元和无线通信模块组成的电机运行状态监测及故障诊断系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、能有效监采煤机电机是否出现或者将要出现故障的测采煤机电机故障的监测装置及方法。
[0005]为实现上述目的，本发明的采煤机割煤电机故障监测装置，包括电机防爆密闭性检测单元、电机电气故障检测单元、电机过载检测单元、微处理器、报警电路和通信电路；所述电机防爆密闭性检测单元、电机电气故障检测单元、电机过载检测单元的输出端分别与微处理器的输入端相连接，微处理器的输出端分别与报警电路和通信电路。
[0006]所述的电机防爆密闭性检测单元包括气压传感器和湿度传感器，气压传感器和湿度传感器设置在电机内部。
[0007]所述的电机电气故障检测单元包括安装在电机内部的磁场传感器和安装在采煤机割煤悬臂上的电磁波检测装置，所述电磁波检测装置包括顺序连接的定向天线、检波器和隔离放大器，定向天线连接检波器，检波器的输出端连接隔离放大器，隔离放大器的输出端与微处理器的输入端相连接。
[0008]所述的电机过载检测单元包括安装依次在电机定子外壳上的电流传感器、温度传感器和振动传感器。
[0009]使用上述装置的采煤机割煤电机故障监测方法，通过电机防爆密闭性检测单元、电机电气故障检测单元、电机过载检测单元分别监测采煤机电机的防爆密封状态、电气故障和过载信息，将采集到各个检测单元设置处的湿度、气压、温度、电流、振动、磁场、电磁波信息分别反馈给微处理器，微处理器将接收得到的信息与储存的预设值进行比较，从而判断隔爆电机是否处在正常状态，当其中任何一个状态信息超出预设值时，微处理器开启报警电路，并通过通信电路将报警信息发送出去，从而实现远程监测；具体过程过:
[0010]利用电机防爆密闭性检测单元，即通过安装在电机内部的气压传感器和湿度传感器检测隔爆电机内部的气压信息和湿度信息，并将检测到的信息发送给微处理器，通过微处理器与预设值比较，从而判断电机的隔爆密封状态，当微处理器判断检测到电机内部气压和湿度超过预设值，则说明电机的隔爆密封出现故障；
[0011]利用电机电气故障检测单元，即通过安装在电机内部的磁场传感器检测电机内部绕组线圈的磁场信息，并将检测到的信息发送给微处理器，通过微处理器与预设值比较，从而判断电机内部绕组线圈的局部短路等故障会引起磁场的异常变化、电机绕组接线接触不良产生的放电，向周围空间发出电磁波信号；
[0012]利用电机过载检测单元，即通过电流传感器、温度传感器和震动传感器监测电机的电流、温度和震动信息，并将检测到的信息发送给微处理器，通过微处理器与预设值比较，从而判断电机是否出现过载情况，由于电机负荷过大或短路故障均会引起温度上升和电流增大，因此通过振动传感器进一步判断采煤机割煤引起的过载，采煤机在切割岩层时会发生异常的振动，通过电机振动信号的幅度，也可判断电机割煤的过载情况，而如果振动信号正常产生的电流过大或温度过高，则判断电机电气发生故障。
[0013]有益效果:本发明通过电机防爆密闭性检测单元、电机电气故障检测单元和电机过载检测单元实时监控采煤机割煤电机可能会产生故障的因素，并在可能产生故障的之前或同事可以很方便地实时监测和发现割煤电机的故障隐患，保障电气设备的可靠运行，并且消除特殊环境引爆瓦斯或煤尘的危险性，本方案可以在恶劣环境中可靠监测和发现产生割煤电机的故障，为及时消除故障创造条件。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的采煤机割煤电机故障监测装置原理结构图。
[0015]图2是本发明的电机电气故障检测单元中电磁波检测装置结构框图。
[0016]图中:1-电机防爆密闭性检测单元；2_电机电气故障检测单元；3_电机过载检测单元；4_微处理器；5_报警电路；6_通信电路；7_定位天线；8_检波器；9_隔离放大电路。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，对本发明的实施作进一步的描述。
[0018]如图1所示，本发明的它包括电机防爆密闭性检测单元1、电机电气故障检测单元
2、电机过载检测单元3、微处理器4、报警电路5和通信电路6 ;所述电机防爆密闭性检测单元1、电机电气故障检测单元2、电机过载检测单元3的输出端分别与微处理器4的输入端相连接，微处理器4的输出端分别与报警电路5和通信电路6。微处理器6采用单片机ATMEGA16。
[0019]其中电机防爆密闭性检测单元I由气压传感器和湿度传感器构成，安装在电机内部；电机电气故障检测单元2由磁场传感器和电磁波检测装置构成，磁场传感器安装在电机内部，电磁波检测装置安装在采煤机割煤悬臂上，由由定向天线7、检波器8和隔离放大器9组成；电机过载检测单元3由电流传感器、温度传感器和振动传感器构成，它们均安装在电机定子外壳上；其中电流传感器采用SST3-AD-3型号的电流变送器，湿度传感器采用HSllOl型号的电容湿度传感器，