一种电梯曳引机的异常诊断方法及异常诊断装置与流程

本发明涉及曳引机状态监测，具体涉及一种电梯曳引机的异常诊断方法及异常诊断装置。

背景技术：

1、电梯曳引机是电梯运行的动力来源，其性能直接影响电梯的安全性和稳定性，由于电梯曳引机工作条件较为复杂，其发生故障的概率较大，作为电梯的核心部件，对其进行监测和诊断尤为重要，现有电梯曳引机的监测和诊断主要基于温度、转速、低频振动等要素，并根据统计数据如运行次数、故障次数等因素对曳引机乃至电梯进行健康评估，但现有曳引机的监测和诊断所采集的温度、转速、低频振动等数据包含故障信息较少，仅能在故障发生时或发生后才能检测到曳引机异常或故障，无法有效对未来故障进行预测诊断，进而无法实现对曳引机健康状态的实时评估。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于现有曳引机的监测和诊断方法所需要采集的温度、转速、低频振动等数据包含的状态信息较少而导致无法有效实时判断曳引机的健康状态的缺陷。

2、为此，本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断方法，包括：

3、获取电梯曳引机的高频原始振动信号；

4、根据所述高频原始振动信号得到时域指标值和频域指标值；所述时域指标值用于反应所述电梯曳引机的性能强度；所述频域指标值用于反应所述电梯曳引机的故障类型；

5、基于所述时域指标值得到时域健康度分值，基于所述频域指标值得到频域健康度分值；通过所述时域健康度分值和所述频域健康度分值得到总体健康度分值，所述总体健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。

6、可选地，所述获取电梯曳引机的高频原始振动信号，包括：

7、通过设置在所述电梯曳引机上的振动传感器来获取所述高频原始振动信号。

8、可选地，当所述电梯曳引机为蜗轮蜗杆曳引机时，在曳引轮外侧轴承座的径向方向上安装所述振动传感器。

9、可选地，当所述电梯曳引机为永磁同步曳引机时，在所述电梯曳引机外壳的径向方向上安装振动传感器。

10、可选地，根据所述高频原始振动信号得到时域指标值，包括：

11、对采集到的高频原始振动信号进行时域特征提取；所述时域特征至少包括平均值（）、极大值（）、均方根值（）以及峭度值（）；

12、基于所述时域特征，得到所述时域指标值。

13、可选地，通过以下方式得到所述时域指标值：

14、；

15、；

16、；

17、。

18、可选地，所述基于所述时域指标值得到时域健康度分值，包括：

19、将各个时域指标值进行百分制换算，得到与各个时域指标值对应的换算分值；

20、基于所有的换算分值计算出时域健康度分值。

21、可选地，通过以下方式计算出时域健康度分值：

22、；

23、；

24、其中，为时域指标值，为根据振动监测评估标准选取的阈值，为各个时域指标的换算分值，为时域健康度分值。

25、可选地，所述异常诊断方法还包括：

26、根据所述高频原始振动信号得到固有模态函数（imf）分量；

27、基于所述固有模态函数（imf）分量，得到hilbert包络谱信号；所述hilbert包络谱信号与所述原始振动信号中的各类故障特征频率相关；

28、通过对所述hilbert包络谱信号进行计算，得到频域健康度分值；所述频域健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。

29、可选地，所述高频原始振动信号得到固有模态函数（imf）分量，包括：

30、通过经验模态分解，将所述高频原始振动信号分解为所述固有模态函数（imf）分量；每个固有模态函数（imf）分量根据所述高频原始振动信号的变化而变化。

31、可选地，所述基于所述固有模态函数（imf）分量，得到hilbert包络谱信号，包括：

32、对通过经验模态分解得到的前若干个固有模态函数（imf）分量进行hilbert变换，得到解析信号；

33、基于所述解析信号的模得到包络谱信号；

34、通过对所述包络谱信号进行快速傅里叶变换，得到hilbert包络谱信号。

35、可选地，所述通过对所述hilbert包络谱信号进行计算，得到频域健康度分值，包括：

36、对hilbert包络谱信号进行频域故障特征提取，所述频域故障特征至少包括轴承的外圈故障、内圈故障、滚动体故障以及保持架故障频率能量；

37、根据所述频域故障特征，得到频域指标值；

38、基于所述频域指标值，得到频域健康度分值。

39、可选地，通过以下方式得到所述频域指标值：

40、；

41、其中，为各个频域指标对应的值，为所述频域故障特征，为所述电梯曳引机的工频在包络谱信号上的幅值，即工频能量。

42、可选地，通过以下方式得到所述频域健康度分值：

43、；

44、其中，为频域健康度分值，为频谱均方根值，为基准的频谱均方根值。

45、可选地，所述异常诊断方法还包括：

46、通过对所述时域健康度分值和所述频域健康度分值求平均值，得出所述电梯曳引机的总体健康度分值。

47、本发明还提供了一种电梯曳引机的异常诊断装置，包括：

48、振动传感器，用于获取电梯曳引机的高频原始振动信号；

49、第一处理模块，用于根据所述高频原始振动信号得到时域指标值和频域指标值；所述时域指标值用于反应所述电梯曳引机的性能强度；所述频域指标值用于反应所述电梯曳引机的故障类型；

50、第二处理模块，用于基于所述时域指标值得到时域健康度分值，基于所述频域指标值得到频域健康度分值；通过所述时域健康度分值和所述频域健康度分值得到总体健康度分值，所述总体健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。

51、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述任一项所述的异常诊断方法。

52、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一项所述的异常诊断方法。

53、本发明技术方案，具有如下优点：

54、1.本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断方法，首先需要获取电梯曳引机的高频原始振动信号；根据所述高频原始振动信号得到时域指标值和频域指标值；所述时域指标值用于反应所述电梯曳引机的性能强度；所述频域指标值用于反应所述电梯曳引机的故障类型；基于所述时域指标值得到时域健康度分值，基于所述频域指标值得到频域健康度分值；通过所述时域健康度分值和所述频域健康度分值得到总体健康度分值，所述总体健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。由于现有曳引机所采集到的异常信息较少，无法有效对未来故障进行预测诊断，进而无法实现对曳引机健康状态的实时评估。在本发明实施例中，技术人员可以通过总体健康度分值直接来判断电梯曳引机的实时健康状态，比如，在查出总体健康度分值所在的分值区间后，与分值区间相对应的诊断结果就是电梯曳引机的实时健康状态，进而使工作人员可以根据按需维保方式进行检修，避免人力资源的浪费。

55、2.本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断方法，通过设置在所述电梯曳引机上的振动传感器来获取所述高频原始振动信号，当所述电梯曳引机为蜗轮蜗杆曳引机时，在曳引轮外侧轴承座的径向方向上安装所述振动传感器；当所述电梯曳引机为永磁同步曳引机时，在所述电梯曳引机外壳的径向方向上安装振动传感器。在本发明实施例中，通过将所述振动传感器设置在蜗轮蜗杆曳引机和永磁同步曳引机的轴承径向上，随着曳引机长时间的运行，导致轴承磨损较大，进而引起轴承径向方向上振动较大，使振动传感器可以更早期的得到所述原始振动信号，进而能够实时监测电梯曳引机的健康状况。

56、3.本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断方法，通过对高频原始振动信号进行时域特征提取，得到时域指标值，再对时域指标值进行百分制换算，最后通过计算公式得到时域健康度分值。在本发明实施例中，通过上述过程得到时域健康度分值，所述时域健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比，能够直观体现出电梯曳引机的整体健康状况，从而实现曳引机健康状态的实时监测。

57、4.本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断方法，根据所述高频原始振动信号得到固有模态函数（imf）分量；基于所述固有模态函数（imf）分量，得到hilbert包络谱信号；所述hilbert包络谱信号与所述原始振动信号中的各类故障特征频率相关；通过对所述hilbert包络谱信号进行计算，得到频域健康度分值；所述频域健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。在本发明实施例中，通过得到的hilbert包络谱，在hilbert包络谱中能够发现原始振动信号中隐含各类故障的特征频率，进而能够诊断电梯曳引机的故障类型，进一步能够有效对未来故障进行预测。

58、5. 本发明提供了一种电梯曳引机的异常诊断装置，包括振动传感器、第一处理模块以及第二处理模块，所述振动传感器用于获取电梯曳引机的高频原始振动信号；所述第一处理模块用于根据所述高频原始振动信号得到时域指标值和频域指标值；所述时域指标值用于反应所述电梯曳引机的性能强度；所述频域指标值用于反应所述电梯曳引机的故障类型；所述第二处理模块用于基于所述时域指标值得到时域健康度分值，基于所述频域指标值得到频域健康度分值；通过所述时域健康度分值和所述频域健康度分值得到总体健康度分值，所述总体健康度分值与所述电梯曳引机的健康状态呈正比。在得到电梯曳引机的整体健康结果之后，通过无线传输模块将电梯曳引机的整体健康结果传输给云处理平台，技术人员从而可以在云处理平台查询到电梯曳引机的整体健康状况。