基于變頻調(diào)速的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障診斷.pdf

1、異步電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉被應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)異步電機(jī)發(fā)生故障之時(shí)不僅損害電機(jī)本體，而且有可能引發(fā)重大生產(chǎn)安全事故。為保證電機(jī)及其所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的安全運(yùn)行，就需要對(duì)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)做出早期的故障診斷。尤其隨著“節(jié)能減排”政策的大力提倡與實(shí)行，基于變頻調(diào)速的異步電機(jī)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。
　　 電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條是異步電機(jī)的常見(jiàn)故障之一，目前的研究主要集中于工頻電源供電下的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障診斷的研究，而針對(duì)變頻

2、器供電的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障診斷的研究還很少。所以本文將對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的異步電機(jī)，即異步電機(jī)在變頻器供電情況下轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行診斷研究。
　　 本文將從異步電機(jī)在工頻電源供電情況下發(fā)生轉(zhuǎn)子斷條故障入手，分析其故障特征和相應(yīng)的故障診斷方法。然后探討將轉(zhuǎn)子斷條的常規(guī)檢測(cè)方法定子電流頻譜分析的方法（簡(jiǎn)稱MCSA）應(yīng)用于變頻調(diào)速系統(tǒng)的可行性。即是否異步電機(jī)在變頻器供電情況下發(fā)生斷條時(shí)也存在頻率為（1±2s）f1的分量，并且通過(guò)判斷頻譜

3、中是否存在頻率為（1±2s）f1的故障特征分量來(lái)檢測(cè)變頻調(diào)速系統(tǒng)的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障。
　　 MCSA 故障檢測(cè)方法應(yīng)用于變頻調(diào)速的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)之中，將針對(duì)頻率為（1±2s）f1的故障特征分量容易被變頻器供電頻率分量所淹沒(méi)及變頻器輸出波形含有高次諧波分量，不易做出故障診斷的問(wèn)題。分別提出基于數(shù)字低通濾波、自適應(yīng)濾波與細(xì)化的快速傅里葉變換結(jié)合的轉(zhuǎn)子斷條故障診斷方法和基于數(shù)字低通濾波、希爾伯特變換與細(xì)化的快速傅里葉變

4、換（簡(jiǎn)稱ZFFT 或ZOOM-FFT）結(jié)合的轉(zhuǎn)子斷條故障診斷方法。為驗(yàn)證方法的可行性，分別進(jìn)行仿真與實(shí)物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真通過(guò)MATLAB/Simulink 建立恒壓頻比變頻調(diào)速系統(tǒng)的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子故障仿真模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)室則搭建了電機(jī)故障模擬平臺(tái)，信號(hào)采集系統(tǒng)平臺(tái)分別進(jìn)行故障模擬與信號(hào)采集工作，對(duì)所提兩種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，兩種方法對(duì)特征頻率和故障特征分量的提取，達(dá)到預(yù)期效果。可以將這兩種方法應(yīng)用于基于變頻調(diào)速的異