感應電動機轉子故障診斷方法的研究.pdf

1、感應電機以其結構簡單、價格低廉、可靠性高、維護方便而在工農業(yè)中取得了廣泛應用。隨著現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電機的單機容量不斷增加，所驅動的負載也越來越復雜。電機故障不僅會損壞電機本身，嚴重時還會使電機突然停機、生產(chǎn)線崩潰，造成巨大的經(jīng)濟損失和災難性后果。本文基于對電機任意不對稱狀態(tài)非常敏感的電磁轉矩和有功、無功功率，對幾種轉子斷條故障診斷方法進行了分析比較。通過比較發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的單一診斷方法無法有效地鑒別出感應電動機斷條故障。 基

2、于小波包頻帶分解技術提出了信號濾波算法，指出該方法相對于Fourier頻譜分析技術，對非平穩(wěn)信號消噪具有更好的效果。根據(jù)信號Hilbert變換對的正交性質，分析了基于雙Hilbert變換的直流分量消去方法，指出其能夠實現(xiàn)任意非整周期信號中的直流分量的準確濾除。分析了聯(lián)合經(jīng)驗模態(tài)分解及Hilbert譜分析技術的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、恒頻信號的Fourier分析，在對非平

3、穩(wěn)信號分析時，該方法具有自適應性。對于其他各種斷條診斷方法，本文也進行了深入的分析和總結。 關于三相鼠籠式感應電動機的在線故障檢測問題，國內外研究學者做了大量的研究工作，本文在前人工作的基礎上對三相感應電動機的常見故障類型及通用的檢測方法進行了分析總結。為了分析感應電動機電氣故障，本文提出了一種感應電機轉子導條故障下的有限元模型，對電動機轉子斷條與良好狀態(tài)兩種情況進行了有限元仿真。仿真結果表明該模型能有效地模擬感應電動機正常和轉

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

5、了基于小波包分析的三相感應電動機轉子導條故障診斷系統(tǒng)，本系統(tǒng)包含硬件自測模塊、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。基于該診斷系統(tǒng)，采用計算機有限元模擬的方法以及進行實際斷條條件下的實驗數(shù)據(jù)測量，開發(fā)了相應的診斷分析程序，對導條良好、導條一根斷裂、端環(huán)開裂等不同狀態(tài)的電動機進行了試驗分析。試驗結果表明，該系統(tǒng)即使在輕負載和輕微導條故障時都能有效地診斷出電動機斷條故障