智慧楼宇空调电机极早期故障AI预警

2025年9月9日 11:53

在现代化智慧楼宇中,中央空调系统作为能耗大户(约占建筑总能耗40%-60%),其电机设备面临三大核心挑战:

隐性故障难发现‌:轴承磨损、绝缘老化等渐进式故障难以及时察觉
能耗管理粗放‌:传统控制方式无法实现能效优化
运维效率低下‌:人工巡检覆盖率和准确率不足


针对智慧楼宇空调系统面临的三大核心痛点,极早期电机故障AI预警系统的引入显得尤为迫切。

从问题到方案的精准对应‌:

针对"隐性故障难发现"问题 → 通过多参数传感器+AI算法构建预测性维护体系
应对"能耗管理粗放"挑战 → 采用变频控制+动态调参实现精细化能效管理
解决"运维效率低下"痛点 → 建立自动化监测替代人工巡检


  1. 应用案例





  2. 典型应用场景

    • 安装地点:智能楼宇

    • 安装设备:50台(10HP/20HP/30HP/50HP)

    • 电压规格:全部380V交流电

    • 设备类型:空调风机组、各类水泵系统

    1. 空调机组监测

        覆盖送/回/排风机

        监测重点:轴承状态、转子偏心、三相不平衡

        检测超出安全范围,系统会立即发出预警,联动运维人员进行检修,有效避免了潜在的安全风险。




       2. 水泵系统监测

            包含冷卻/冷凍/熱水泵

      • 监测重点:叶轮磨损、密封泄漏、气蚀现象
        检测超出安全范围,系统会立即发出预警,联动运维人员进行检修,有效避免了潜在的安全风险。

       3. 能效优化管理

        • 结合变频器运行数据
        • 动态调整运行参数实现节能15%-25%

        • 实施效果验证
      1. 通过应用案例(50台设备部署)显示:

          • 故障预警时效‌:提前3-8周发现轴承磨损等隐患
          • 运维效率提升‌:人工巡检频次降低70%
            经济效益‌:
          • 减少非计划停机损失约120万元/年
          • 综合节能率达18.7%(380V供电环境下)




          系统介绍









          系统组成




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          感知层:

          • 在空调主机(10HP/20HP/30HP/50HP)、水泵等关键设备安装多参数传感器

          • 覆盖案例中的空调风机、送风机、回风机、排风机等设备类型

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          控制层:

          • 集成变频器控制箱(10HP空调主机配置)

          • 实现双重保护机制

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          传输层:

          • 通过工业网关实现380V强电环境下的安全数据传输

          • 适配新光项目全部380V交流电设备

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          平台层:

          • AI算法分析电流/振动等50+维度的设备特征

          • 监测轴承状态、转子偏心、三相不平衡等关键指标

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          应用层:

          • 提供能效优化建议和预测性维护方案

          • 动态调整运行参数实现节能

             注:上图为系统组成示意图,具体配置可能因实际场景而有所调整。





          系统优势



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          非稳态分析‌

          系统能够通过对电机电流的实时监测,实现对电机故障的非稳态信号分析。

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          判定故障类型‌

          利用AI技术,系统能够对产生的数据特征进行深入分析,快速判定故障类型,为维修人员提供准确的故障信息,缩短维修时间。

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          极早期故障预警‌

          通过故障类型比对及大数据分析,系统能够预估电机的剩余使用时间,并在故障发生前发出极早期预警,为智能楼宇空调系统运行管理和维修计划提供充足的时间保障。

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          预判电机故障时间

          根据被监测电机的电流数值变化趋势,并与大数据进行比对,预估故障的发展进程和可能的发生时间。

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          量化电机健康状态

          系统可对当前电机健康状态进行量化评估,并给出评估分

          [ 70-100 ] 分:良好状态(绿色)

          [ 40-70) 分:警告状态(黄色) 

          [ 0-40 )  分:报警状态 (红色)

          用户可根据后台记录的健康状态分值,预估电机需要维修的时间节点。

                                

                               量化电机健康评估状态示意图