異步電機(jī)故障診斷方法研究與應(yīng)用.pdf

1、三相異步電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運(yùn)行可靠而在傳動領(lǐng)域占有極其重要的地位。電機(jī)的工作狀態(tài)直接影響了生產(chǎn)的運(yùn)行。對電機(jī)的常見故障進(jìn)行分析及診斷，可以有效地降低故障率，減少突發(fā)事故造成的停產(chǎn)損失，降低維修成本，消除對人員和設(shè)備的安全威脅。故障診斷技術(shù)雖然進(jìn)展顯著，但誤判率高、準(zhǔn)確度低。因此，對電機(jī)系統(tǒng)故障診斷方法的研究有必要進(jìn)一步深化和成熟。 本文對主要用信號處理的方法對異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行研究，同時對異步電機(jī)三種常見故障產(chǎn)生

2、機(jī)理進(jìn)行分析。所做的主要工作概括如下： (1)在綜合大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地介紹了電機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、研究的主要內(nèi)容以及研究的必要性。對故障診斷方法的前人研究結(jié)果進(jìn)行了認(rèn)真的回顧、總結(jié)，重申了故障診斷研究方法的分類，論述了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 (2)通過對電機(jī)常見故障總結(jié)，確定了鼠籠式異步電機(jī)的三種主要故障為：轉(zhuǎn)子斷條、氣隙偏心、定子匝間短路，并運(yùn)用基本電磁關(guān)系深入分析了故障特征頻率成分的產(chǎn)生機(jī)理和原

3、因，研究表明：定子匝間短路故障的最有效判據(jù)為負(fù)序電流的存在；轉(zhuǎn)子斷條故障最有效判據(jù)為定子電流中會出現(xiàn)頻率為(1+2s)f<,1>的主要故障特征成分；當(dāng)存在氣隙偏心(包括靜態(tài)、動態(tài)和復(fù)合偏心)故障時，會在定子電流中出現(xiàn)頻率為f<,1>±m(xù)f<,r>的故障特征成分；上述工作奠定了本文故障分析的理論基礎(chǔ)。 (3)詳細(xì)介紹為了檢測定子電流中是否存在故障頻率分量而采用的兩種種信號處理方法：對應(yīng)于電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的傅立葉變換頻譜分析和對應(yīng)于電

4、機(jī)起動過程時的短時傅立葉變換時頻分析。對于每一種信號處理方法作了理論介紹和仿真計算。 (4)根據(jù)異步電機(jī)的非線性多變量動態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用LabVIEW基于數(shù)學(xué)模型對異步電機(jī)進(jìn)行了仿真研究，通過分析轉(zhuǎn)子斷條后電機(jī)的等效電路圖，得到了故障模型。并將故障診斷方法中的信號處理方法應(yīng)用于電機(jī)故障診斷實例中，對正常電機(jī)模型和故障電機(jī)模型中的定子電流信號進(jìn)行處理分析，并給出兩種信號處理方法的分析結(jié)果。分析結(jié)果表明，通過傅立葉變換對平穩(wěn)信號進(jìn)行