专利名称：用于确定机器磨损的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定机器或系统、例如发电站中的煤炭筛选设备的磨损的方法。这样的机器或系统的特征尤其在于其是由相互耦合的子系统组成的，而子系统本身又是由不同组件构成的。
背景技术：
对于这种在工业和发电站领域中的系统或设备来说，诊断、磨损确定和故障早识别起着重要的作用。传统上为此在子系统或组件中采用决定性的测量系统，如温度测量、热记录、振动监控和多种其它用于确定所述子系统和组件的磨损的方法。测量系统通常既包括测量装置又包括分析单元，该分析单元通常必须特殊地构造、匹配和安放。例如在发电站领域的煤炭筛选设备上的子系统必须具有传感器，由此虽然实现了特定和相对准确的诊断，但同时该诊断比较费事和昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种用于确定机器以及尤其是针对发电站的煤炭研磨机器或煤炭筛选设备的磨损的方法，该方法可以比较廉价地实现。
按照本发明，该技术问题是通过一种用于确定机器的磨损的方法来解决的，其中在机器运行期间确定该机器的至少一个第一子系统的电流消耗和/或电压消耗，从中推导出该机器的至少一个第二子系统的可能存在的磨损。
此外，本发明的技术问题还通过一种具有驱动器和由该驱动器驱动的煤炭碾磨机的煤炭研磨机器解决，其中设置了用于在运行期间确定驱动器的电流消耗和/或电压消耗的装置，以及用于推导煤炭碾磨机的可能存在的磨损的装置。
按照本发明的解决方案基于借助对第一子系统的电流消耗和/或电压消耗的分析来诊断该子系统对另一子系统的反馈。由于对已知的机器或系统来说通常在运行期间已经确定了各子系统的电流消耗和/或电压消耗，因此按照本发明的诊断通常可以仅通过相应地匹配对机器的控制和通过所属的软件解决方案来实现。因此本发明的解决方案的成本比较低。
在本发明的解决方案的优选实施方式中，确定机器的驱动器、例如电动机上的电流消耗和/或电压消耗，由此推断出在机器的由该驱动器驱动的机组上存在的磨损。该机组优选是煤炭碾磨机。
为了能比较准确地而且特别廉价地实现对子系统之间反馈的诊断，优选机器的驱动器和被驱动的机组通过力和/或转矩传递装置而刚性或硬性地、也就是在力和/或转矩传递装置之内没有重要弹性元件地相互耦合。
本发明的对机器的电流和/或电压消耗的扫描优选定期进行，优选以5到20kHz的频率进行。
为了确定机器或第二子系统的磨损，优选引入电流和/或电压信号的瞬时值(例如在预定的时刻)和/或平均值(例如来自时间信号和高频信号的均方根(RMS))和/或至少一个频谱(例如借助频率分析、如快速傅立叶变换(FFT)通过高频区域中的特征性频率特性)。
为了按照本发明确定磨损，优选可以引入其它运行数据或过程数据。
这些运行数据优选涉及机器的负载状态和/或转数和/或运行温度和/或运行压力，以例如将负载变化和外部温度波动与实际的机械磨损区分开来。
作为对本发明的诊断的补充或与该诊断独立地，可以从确定的电流和/电压消耗中得出关于由机器加工的材料的品质和/或类型的结论。从而对于煤炭研磨机器来说尤其是可以得出关于所使用的煤炭的品质和类型的结论。例如可以确定煤炭具有较高的惰性成分，还可以推断该煤炭来自不同的区域。
本发明的解决方案能特别好地适合于发电站的煤炭研磨机器或煤炭筛选装置，其中直接通过鼠笼转子电动机的轴来驱动煤炭碾磨机。测量已然给出在电动机的电流和/或电压信号中可以指明机械磨损和出现的缺陷。例如可以通过在电流和/或电压信号的频谱中观察特定特征性频率时的强烈变化，确定煤炭碾磨机的研磨球的磨损。
此外，可以从频谱的不同趋势以及平均值和时间信号的变化的不同趋势推导出煤炭碾磨机的磨损。
作为本发明解决方案的其他附加用途，可以推导各驱动机组的当前状态并检测出损害。
下面借助附图详细解释用于确定以煤炭研磨机为例的机器的磨损的本发明方法的实施例。
图1示出煤炭研磨机及所属的本发明的诊断装置的示意图。
具体实施例方式
在图1的上半部示出本发明的技术设备，下半部示出所属的本发明的方法。
按照煤炭研磨机10的形态的机器或设备系统尤其是具有3个子系统12，也就是按照鼠笼转子电动机14形式的驱动器、按照轴16形式的力和/或转矩传递装置，它们可以与必要时其它未示出的组件如联动装置、离合器和/或制动器连接，以及按照煤炭碾磨机18形式的机组。
鼠笼转子电动机14借助轴16在没有弹性元件的中间连接的情况下刚性旋转地与机组18耦合。
为了运行煤炭碾磨机18，鼠笼转子电动机14消耗电流，在此从该电流消耗推导出电流和/或电压信号。
将该电流和/或电压信号输入用于确定驱动器的电流和/或电压消耗的装置20中。借助对电流和/或电压信号的频谱的分析，可以观察在特定特征性频率时的变化。从确定的变化中借助装置22推断可能存在的煤炭碾磨机18的磨损。用于推断可能存在的磨损的装置22在此尤其是分析频谱的趋势以及鼠笼转子电动机14的电流和/或电压信号的平均值和时间信号的分布趋势。作为对该诊断的补充，还设置了装置24用于推断由煤炭碾磨机18加工的材料的品质和/或类型。
此外还设置了装置26，用于采集其它运行数据并从中推导出鼠笼转子电动机14的当前状态。在此采用该运行数据来验证用装置20确定的数据。
借助装置22、24和26执行的诊断方法与传统方法相比提供了以下优点在连接于驱动机组或鼠笼转子电动机14之后的子系统16、18上不必设置另外的传感器。而是例如只需直接在鼠笼转子电动机14的电端子连接上或所属的换向设备上设置信号处理单元。
通过本发明中取消了对失灵起着关键作用的传感器和电缆铺设，还保证了更高的诊断可靠性。在劳尔(rauer)工业环境中通常很难采用另外的传感器，因此通常无法在煤炭碾磨机的与测量技术相关的位置上设置用于测量振动的传感器和/或电缆连接。
因此与公知技术不同，利用本发明的解决方案给出明显的成本优势和竞争优势。
权利要求
1.一种用于确定机器(10)的磨损的方法，其特征在于，在机器运行期间确定该机器的至少一个第一子系统(14)的电流消耗和/或电压消耗，并从中推导出该机器的至少一个第二子系统(18)的可能存在的磨损(20)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述机器的驱动器(14)上的电流消耗和/或电压消耗，并从中推导出在由该驱动器(14)驱动的机组(18)上存在的磨损。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机器的驱动器(14)和被驱动的机组(18)通过力和/或转矩传递装置(16)尤其是可以刚性地相互耦合。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，对所述机器的电流和/或电压消耗进行扫描，优选以在大约5到大约20kHz之间的频率进行扫描。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了确定磨损，引入所述机器(10)或所述驱动器(14)的电流和/或电压信号的瞬时值和/或平均值和/或至少一个频谱。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了确定磨损引入所述机器(10)的其它运行数据(26)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述其它运行数据包括负载状态和/或转数和/或运行温度和/或运行压力。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从所述机器(10)在其运行期间的电流和/或电压消耗中推导出由所述机器(10)加工的材料的品质和/或类型。
9.一种具有驱动器(14)和由该驱动器驱动的煤炭碾磨机(18)的煤炭研磨机器(10)，其特征在于，设置了用于在运行期间确定驱动器(14)的电流和/或电压消耗的装置(20)，以及用于基于所确定的电流和/或电压消耗推导出煤炭碾磨机(18)的可能存在的磨损的装置(20)。
10.一种具有驱动器(14)和由该驱动器驱动的煤炭碾磨机(18)的煤炭研磨机器(10)，其特征在于，设置了用于在运行期间确定驱动器(14)的电流和/或电压消耗的装置(20)，以及用于基于所确定的电流和/或电压消耗推导出由煤炭碾磨机加工的煤炭的品质和/或类型的装置(24)。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定机器(10)的磨损的方法，其特征在于，在机器运行期间确定该机器的至少一个第一子系统(14)的电流消耗和/或电压消耗(20)，并从中推导出该机器的第二子系统(18)的可能存在的磨损(22)。
文档编号G05B19/4065GK1918522SQ200480041903
公开日2007年2月21日 申请日期2004年6月25日 优先权日2004年2月19日
发明者马库斯·德雷曼, 沃尔夫冈·菲克, 尤维·格克 申请人:西门子公司