基于繞組函數(shù)法的大型潛水電機偏心故障分析與診斷.pdf

1、作為各種以電為動力的機械中需求量最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的一種，感應(yīng)電動機約占全世界電機產(chǎn)量90％左右。作為一種典型的感應(yīng)電機，潛水電機發(fā)展逐漸大型化，設(shè)備故障帶來的損失也在不斷地增大。因此，大型潛水電機狀態(tài)監(jiān)測越來越得到重視，同時，由于其機械故障以斷條和氣隙偏心為多，對于此類故障診斷技術(shù)的研究也在蓬勃展開。作為大型潛水電機中廣泛出現(xiàn)的現(xiàn)象，氣隙偏心故障長期以來都被世界各地的研究機構(gòu)深入關(guān)注。理論上，若不考慮生產(chǎn)和裝配過程的公差或者運輸和工

2、作過程中的磨損，潛水電機定子內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子外圓應(yīng)在同一圓心，而通常情況下，由于上述原因，定轉(zhuǎn)子軸心會產(chǎn)生偏離。近些年，海內(nèi)外專家針對各類電機的故障檢測的研究做了不懈努力，而本文的研究方向:大型潛水電機氣隙偏心問題雖然各類文獻涉及的不多，但可以借鑒這些研究中大量有效措施和成效。在偏心領(lǐng)域，很多技術(shù)都逐漸被推廣應(yīng)用，如基于電機電流信號分析的偏心檢測、基于振動分析的偏心檢測、基于端電壓頻譜分析的偏心檢測等等。
　　本課題以檢測電機偏心故障為

3、目標，通過改進的繞組函數(shù)法比較了不同偏心狀態(tài)下電感矩陣，并綜合了電流信號與振動信號的檢測，給出了一種有效判別偏心故障是否為特殊偏心的方法。本文科研成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)通過多回路方法建立大型潛水電機的計算模型，并采用繞組函數(shù)法計算電機電感矩陣。
　　(2)對繞組函數(shù)理論進行推導(dǎo)，并結(jié)合繞組函數(shù)平移系數(shù)的提出，對繞組函數(shù)法進行適用于偏心故障仿真的改進。
　　(3)基于改進的繞組函數(shù)法，對不同偏心故障情況

4、下的電感系數(shù)（定子繞組的自感和互感、轉(zhuǎn)子回路自感和互感、定子繞組和轉(zhuǎn)子回路間互感）進行計算，并與三維有限元法算得結(jié)果進行對比。
　　(4)計算不同偏心狀態(tài)下故障電流，并通過傅里葉分析提取出相關(guān)的故障特征量，為偏心故障診斷提供了依據(jù)。
　　(5)通過磁路法分析了偏心時不平衡磁拉力，并對不平衡磁拉力進行了定量分析。提出了結(jié)合電流信號和振動信號的氣隙偏心檢測方法。
　　本文對大型潛水電機的各類偏心故障進行了較為系統(tǒng)的研究，得