1.一种基于数据分析的永磁电机故障预警系统,包括中控台和数据采集模块,其特征在于,还包括输压校对模块、运流校对模块、环温差析单元、外磁场预析单元、影像比对单元和人员安析模块;
输压校对模块提取永磁电机的当前输入电压,记录当前时刻与对应的电压值,并绘制电压值随时间变化折线图,记作电压折线图;设定一个电压阈值,在图中绘制出电压阈值线,计算各个电压值的点与电压阈值线的距离之和,将求得的距离之和除以当前记录的电压值个数,得到电压偏异系数,将电压偏异系数与设定好的电压偏异参考阈值进行比对得到比对结果,根据比对结果生成不同指令;
运流校对模块提取永磁电机的当前电流,记录当前时刻与对应的电流数值,将同一时刻对应的电流和电压参考值记为( , ),i表示记录时刻的标号, 表示电压, 表示同一时刻的电流,将( , )代入公式 计算得出电流偏异系数 ,其中 表示时刻i所对应的永磁电机内部温度, 表示可变因子, 为设定好的常数因子;
环温差析单元提取当前永磁电机所处环境温度记作环境温度,设定一个环温阈值和一个内温阈值,计算环境温度与环温阈值之间的差值并取其绝对值作为外温差,计算 与内温阈值之间的差值并取其绝对值作为内温差,计算 与环境温度之间的差值并取其绝对值作为内外差,外温差、内温差、内外差分别加上一个常数值进行优化,以优化后的外温差、内温差、内外差分别作为长宽高设立一个长方体,计算长方体的体积并将其作为温差影响值;
外磁场预析单元设定一个磁场影响范围,以永磁电机所在位置为原点、磁场影响范围为圆心绘制一个圆,统计位于该圆范围内的设备总数量N、大于预设额度功率值的设备数量以及每个设备在一定周期内的启停次数H,将N、 、H代入公式模型中计算出启停磁影响值 ;
影像比对单元定期捕捉永磁电机的多个视图的高清图像记作瞬时影像,控制台中预存有永磁电机静止时每个视图的高清图像记作静止图像,将当前时刻前一定周期内的多个瞬时影像与预存的静止图像进行比对,计算出偏移参数值 ;提取得到的温差影响值 、启停磁影响值 、偏移参数值 代入公式 计算得出机动自偏系数;根据打卡情况将工作人员分成签到状态和签退状态,提取各个签到状态的打卡人员位置,根据厂内地图计算出打卡人员从所在位置抵达永磁电机的所需时间并记作实需距离时长 ,设定一个距离时长阈值,将实需距离时长小于距离时长阈值的签到状态人员记作安全人员,统计安全人员的数量 ,分别记录各个安全人员的实需距离时长 ,其中n=1、
2、3…… ;
人员安析模块提取处于签到状态的安全人员工作时长、工作级别、操作次数和误操次数,以操作次数为分母计算误操次数和操作次数的比值,得到其误操指数,对工作时长、工作级别、误操指数进行归一化处理,分别记为f、g、h,代入公式 ,其中 、均为设定好的常数系数,计算得出每个安全人员的技操控指数 ,将每个安全人员的实需距离时长 、安全人员数量 和人员技操控指数 代入公式中进行计算,其中 、 均为设定好的常数系数,得到人操安
保系数 ;
中控台提取电流偏异系数 、机动自偏系数 、人操安保系数 ,将其代入预设模型,其中 、 、 均为预设的系数,计算得出永磁电机的稳定性参数,并根据永磁电机的稳定性参数 生成不同指令信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁电机故障预警系统,其特征在于,所述电压偏异系数与设定好的电压偏异参考阈值比对步骤如下:
101:当电压偏异系数大于等于电压偏异参考阈值时,提取当前时刻的输入电压值以及之前多个时刻的输入电压值,将其记为待测电压,并生成电压异常信号发送到中控台,中控台向附近区域内的工作人员手持信号接收端统一发送电压异常信号;当电压偏异系数小于电压偏异参考阈值时,生成电压稳定信号发送到中控台并进行记录;
102:提取上述步骤101中的待测电压,计算待测电压的均值,设定一个电压危险阈值,将待测电压的均值与电压危险阈值进行数值比较,当待测电压的均值高于电压危险阈值时,生成电压超载信号发送到中控台,由中控台发送到电源控制装置,断开永磁电机与供电电源的连接;当待测电压的均值低于电压危险阈值时,生成电压不稳定信号发送到中控台并进行记录;
103:提取102中断开永磁电机的供电电源的时刻,记作断电时刻,计算当前时刻与断电时刻之间的间隔,记作断电间隔,并定期记录供电电源的正负极电压值,设置间隔阈值和标准电压值域,当断电间隔等于间隔阈值时,将记录的多个正负极电压值与标准电压值域进行比较,当所有记录的正负极电压值均位于标准电压值域之内,生成电压恢复信号发送到中控台,中控台连接永磁电机与供电电源,而当存在正负极电压值超出或低于标准电压值域时,进行104;
104:当存在正负极电压值超出或低于标准电压值域时,以当前时刻作为新的断电时刻,重新开始计算断电间隔,直到断电间隔等于间隔阈值时,所有记录的正负极电压值均位于标准电压值域之内,生成电压恢复信号发送到中控台,中控台连接永磁电机与供电电源。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁电机故障预警系统,其特征在于,瞬时影像与预存的静止图像进行比对的步骤如下:计算出各个静止图像中永磁电机的投影面积记作 ,将瞬时影像和静止图像进行重叠,计算出瞬时影像和静止图像中永磁电机重叠部分的投影面积 ,计算 和 的差值并除以 得到瞬间偏移幅值,对所有的瞬间偏移幅值进行求和得到偏移参数值 。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁电机故障预警系统,其特征在于,根据永磁电机的稳定性参数 生成不同指令信号的具体步骤如下:设定三个范围区间(0,b]、(b,c]、(c, ),当稳定性参数 位于范围区间(0,b]时,生成永磁电机工作状态稳定信号,并由中控台向签到状态的各个工作人员发送,工作人员的手持信号接收端上永磁电机状态指示灯显示绿灯;当稳定性参数 位于范围区间(b,c]时,生成永磁电机工作状态不稳定信号,并由中控台向签到状态的各个工作人员发送,同时发送提取电流偏异系数 、机动自偏系数 、人操安保系数 的数值,工作人员的手持信号接收端上永磁电机状态指示灯显示黄灯,手持信号接收端此时进行间歇振动;当稳定性参数 位于范围区间(c, )时,生成永磁电机工作状态异常信号,并由中控台向签到状态的各个工作人员发送,同时发送提取电流偏异系数 、机动自偏系数 、人操安保系数 的数值,工作人员的手持信号接收端上永磁电机状态指示灯显示红灯,手持信号接收端此时发出急促的警报声并持续振动。