感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子故障診斷方法的研究.pdf

1、感應(yīng)電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、可靠性高、維護(hù)方便而在工農(nóng)業(yè)中取得了廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電機(jī)的單機(jī)容量不斷增加，所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載也越來越復(fù)雜。電機(jī)故障不僅會(huì)損壞電機(jī)本身，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電機(jī)突然停機(jī)、生產(chǎn)線崩潰，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性后果。本文基于對(duì)電機(jī)任意不對(duì)稱狀態(tài)非常敏感的電磁轉(zhuǎn)矩和有功、無(wú)功功率，對(duì)幾種轉(zhuǎn)子斷條故障診斷方法進(jìn)行了分析比較。通過比較發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的單一診斷方法無(wú)法有效地鑒別出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)斷條故障。 基

2、于小波包頻帶分解技術(shù)提出了信號(hào)濾波算法，指出該方法相對(duì)于Fourier頻譜分析技術(shù)，對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)消噪具有更好的效果。根據(jù)信號(hào)Hilbert變換對(duì)的正交性質(zhì)，分析了基于雙Hilbert變換的直流分量消去方法，指出其能夠?qū)崿F(xiàn)任意非整周期信號(hào)中的直流分量的準(zhǔn)確濾除。分析了聯(lián)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解及Hilbert譜分析技術(shù)的Hilbert-Huang變換，指出了本征模函數(shù)的幅度和頻率允許改變，突破了傳統(tǒng)的基于恒幅、恒頻信號(hào)的Fourier分析，在對(duì)非平

3、穩(wěn)信號(hào)分析時(shí)，該方法具有自適應(yīng)性。對(duì)于其他各種斷條診斷方法，本文也進(jìn)行了深入的分析和總結(jié)。 關(guān)于三相鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的在線故障檢測(cè)問題，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者做了大量的研究工作，本文在前人工作的基礎(chǔ)上對(duì)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的常見故障類型及通用的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析總結(jié)。為了分析感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電氣故障，本文提出了一種感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條故障下的有限元模型，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條與良好狀態(tài)兩種情況進(jìn)行了有限元仿真。仿真結(jié)果表明該模型能有效地模擬感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常和轉(zhuǎn)

4、子故障的狀態(tài)。為便于對(duì)定子電流信號(hào)進(jìn)行采集和處理，采用了基于小波包分析的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條故障診斷系統(tǒng)。針對(duì)以往利用小波包分析電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子故障中較少涉及的輕負(fù)載和輕微斷條的情況，本文著重進(jìn)行了仿真分析。針對(duì)小波包方法在分析斷條故障時(shí)較少分析一條轉(zhuǎn)子斷裂的情況，本文通過采用適當(dāng)?shù)男〔ò瘮?shù)，較好地解決了輕負(fù)載和輕微斷條（一根斷條）時(shí)的故障診斷問題。 通過比較分析，本文提出了基于小波包分析的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條故障診斷方法，開發(fā)

5、了基于小波包分析的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條故障診斷系統(tǒng)，本系統(tǒng)包含硬件自測(cè)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、頻譜分析模塊、繪圖模塊、輔助功能模塊。其中頻譜分析模塊包括了FFT分析、小波分析和小波包分析等?；谠撛\斷系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)有限元模擬的方法以及進(jìn)行實(shí)際斷條條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量，開發(fā)了相應(yīng)的診斷分析程序，對(duì)導(dǎo)條良好、導(dǎo)條一根斷裂、端環(huán)開裂等不同狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)即使在輕負(fù)載和輕微導(dǎo)條故障時(shí)都能有效地診斷出電動(dòng)機(jī)斷條故障