基于多正弦窗譜估計的電機軸承故障診斷方法.pdf

1、感應電機在船舶上有著廣泛的應用，其特點是可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單及成本低。感應電機起著支持動力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的作用，一旦發(fā)生故障，可能威脅航行的安全。因此感應電機的在線故障診斷對于保證船舶正常運行顯得尤為重要，其中軸承故障是發(fā)生機率最高的電機故障種類，因此本文的研究內(nèi)容是船舶感應電機軸承故障的檢測方法。 本文研究的主要內(nèi)容為：確定軸承故障的特征、提取故障特征以及設計建立船舶感應電機軸承故障在線診斷系統(tǒng)。 根據(jù)船舶特殊的環(huán)境和感

2、應電機軸承故障的特點，在比較了目前常用的幾種感應電機故障診斷方法后，本文采用定子電流特征分析法來診斷船舶感應電機的軸承故障。在定子電流的特征頻率和軸承的故障特征之間建立函數(shù)關(guān)系，正確提取定子電流中的故障特征頻率就可以確定軸承故障的存在以及故障類型。 船舶感應電機運行的背景噪聲大，軸承故障特征信號信噪比低，信號弱且受干擾，不容易提取。本文在對FFT和Welch周期圖法以及Slepian多窗譜估計法分析比較后，提出采用多正弦窗譜估計

3、的方法，并就采樣頻率、窗口數(shù)以及采樣點數(shù)的選擇做了仿真研究，以便更好地提取故障信號。 在故障診斷系統(tǒng)的硬件部分，本文采用霍爾元件采集定子電流信號，選取信號處理器TMS320F2812處理信號，實現(xiàn)多正弦窗譜分析。采用MAX3160多協(xié)議收發(fā)器實現(xiàn)異步串行通訊，實現(xiàn)系統(tǒng)的在線故障診斷。 在系統(tǒng)的軟件部分，對信號進行了A/D轉(zhuǎn)換，設計了多正弦窗譜估計的實現(xiàn)程序，完成了異步串行通訊以及上位機的軟件設計，實現(xiàn)了軸承故障信號的在線