前言

電機是當前應用最廣的原動力和驅動裝置，其數量之多、應用之廣、地位之重要是其他任何設備不能與之相比的。全世界95%以上的電能是由各種交流發電機發出的，60%以上的動力裝置是由各種電動機驅動的。無論是發電機還是電動機（以及目前在超、特高壓輸電中重新得到認可的調相機），不但臺數不斷增加，而且單臺容量也在不斷擴大，對可靠運行的要求越來越高。有時，在復雜生產線上的關鍵電機出現故障，即使電機功率不是很大，但其影響的不僅僅是電機本身，而是整個生產線。

20世紀80年代以來，設備狀態監測與故障診斷技術逐步應用于大型電機。在1987年，Tavner P.J.與Penman J.提出了電機狀態監測與故障診斷的概念。

電機故障分析與故障診斷是指根據在線監測電機相關運行參數（如電壓、電流、轉速、溫度、振動、局部放電等），結合電機的歷史運行情況，對電機故障進行分析與診斷，并采用適當方法評估電機當前的運行狀態；若處于故障狀態，則進一步確定故障的類型、發生部位、嚴重程度以及發展趨勢。該項技術的出現引發了電機維修體制的一次革命，使傳統的事后維修方式逐步轉變為預知維修（狀態維修）方式。通過對電機故障的分析與診斷，可以向現場運行人員提供必要的信息，以合理安排、組織預防性維修，從而避免惡性事故的發生。

電機故障診斷為電機維修工作提供了強大的技術支持，為實現電機預知維修提供了必要的前提條件和技術手段，使傳統的預防維修上升到預知維修，為彌補和克服傳統電機維修制度的不足創造了條件。

近30年來，電機故障診斷技術得到快速發展。國內外廣大科研工作者紛紛致力于電機狀態監測與故障診斷這一課題的研究，取得了大量研究成果，提出了眾多各具特色的監測與診斷方法。特別是清華大學高景德、王祥珩先生在電機故障分析方面做出了杰出的貢獻。

本書是作者及其團隊在長期從事電機及其他電氣設備狀態監測與故障診斷的科研工作和教學工作的基礎上，總結了國內外近30年的研究成果，結合河海大學電氣設備狀態監測與故障診斷課題組多年來的教學與研究成果整理而成。本書核心內容已在河海大學本科生和研究生課程中講授多輪。

2008年，本書作者歷時近10年出版了學術專著《電機狀態監測與故障診斷》，在業內得到廣泛關注，受到廣大讀者的好評。本書與該書的主要區別在于：《電機狀態監測與故障診斷》注重學術性與系統性，部分內容對讀者要求較高（其中第一篇基本定位于研究生及以上學歷）；本書更側重于工程應用性（適當兼顧學術性），在進行電動機、發電機故障分析的基礎上，重點針對電動機、發電機主要故障的診斷方法進行分析，使讀者適應面更寬（基于篇幅，電機狀態監測技術不作為本書的重點內容）。

全書共有12章，除第1章緒論外，分為三部分，第一部分主要討論了故障診斷的一些共性問題，包括：第2章電機診斷理論與智能診斷方法；第3章電機絕緣分析與診斷；第4章電機軸承故障診斷。第二部分用較多的篇幅分析了電動機的故障診斷技術，包括：第5章電動機故障分析；第6章電動機故障的簡易診斷；第7章電動機定子繞組故障的精密診斷；第8章電動機轉子故障的精密診斷。第三部分詳細分析了發電機故障診斷技術，主要包括：第9章發電機故障分析；第10章發電機定子故障的診斷；第11章發電機轉子故障的診斷；第12章發電機漏水、漏氫、軸電壓問題。

全書用大量的篇幅詳細地分析了電機故障診斷的各種新技術、新方法，總體上反映了當前國內外電機故障診斷的技術水平，具有很強的實用價值。

本書在寫作過程中得到中國工程院顧國彪院士；東南大學胡虔生教授、胡敏強教授、黃允凱教授；清華大學王祥珩教授；國網江蘇省電力公司姜寧教授級高級工程師、王春寧教授級高級工程師、許洪華高級工程師、湯曉崢高級工程師、王抗博士、朱超博士；河海大學鞠平教授、李訓銘教授、王宏華教授、韓敬東高級工程師、陳湞斐副教授，華北電力大學許伯強教授、萬書亭教授；西南交通大學吳廣寧教授；西安交通大學張冠軍教授；華僑大學方瑞明教授；上海電力大學魏書榮教授；南瑞科技股份有限公司孫國城教授級高級工程師等專家的大力支持，在此表示誠摯的感謝。在本書寫作過程中，部分博士生和研究生協助做了大量的工作，他們主要是蔣夢瑤、侯鵬飛、段大衛、楊啟帆、朱昊、王立憲、顏錦、張玉良、李楠、崔佳嘉、王健、薛健侗、萬可力、迮恒鵬，沒有他們的幫助，本書很難及時推出，因此從某種意義上講他們也是本書的作者。本書內容研究與寫作過程中得到了多個基金項目資助，主要有：國家自然科學基金（50477010、51177039、51577050、51907052）；教育部博士點基金項目（2009562311）；上海電氣風電集團有限公司科學基金（W3600）；國家電網公司重點科技項目（5210011700Z1）等，在此表示感謝。

本書由清華大學王祥珩教授主審，他以嚴謹的科學態度認真審閱了全部書稿，并提出了很多寶貴意見。中國水力發電工程學會理事、教授級高級工程師劉徽博士對全書進行了審閱，在工程應用方面提出了很多有意義的建議，使本書更具實用性。本書的寫作還得到了機械工業出版社編審林春泉老師的大力支持與幫助，在此對他們為本書所做出的貢獻表示感謝。

電機狀態故障診斷技術發展很快，各種新的技術不斷出現，其間有關資料不斷更新；隨著研究課題的深入，本課題組也有不少新的研究成果產生。盡管筆者試圖想使這本書盡可能完美地呈現給讀者，但由于能力與精力有限，書中內容仍有局限與欠缺之處，有待不斷充實與更新，衷心希望讀者不吝賜教。

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馬宏忠

2021年2月于南京