異步電機及其驅(qū)動設備的無傳感器故障診斷方法研究.pdf

1、在生產(chǎn)過程中大量使用的機械設備（如機床類、泵類，風機類、壓縮機、軋機等）多數(shù)都是由交流異步電機驅(qū)動的。一般情況下，在這些機械設備的監(jiān)測和故障診斷領域，往往由于需要針對不同的對象（如電機還是被驅(qū)動設備），在不同的關(guān)鍵位置設置不同類型的傳感器，這使得一臺設備的監(jiān)控成本很高。針對這些情況，本文研究一種可以檢測電機及其驅(qū)動設備主要故障（如電機斷條，偏心以及驅(qū)動設備的不平衡和扭轉(zhuǎn)振動）的電機定子電流診斷方法，也稱為無傳感器檢測方法，該方法由于安裝

2、、監(jiān)測成本較低，比較適合一般工廠的普通設備應用，為故障診斷技術(shù)的普及應用提供了一個新途徑。 本文首先在理論上分析了定子電流檢測轉(zhuǎn)子斷條、偏心及扭轉(zhuǎn)等故障的基本原理，確立了采用計算機仿真、試驗臺模擬實驗和實際驗證的基本研究方法和思路。 在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下，研究了利用現(xiàn)有電機模型建立斷條和扭振簡易故障仿真模型的方法，并進行了各種模擬工況下的仿真分析。通過改變繞線電機模型轉(zhuǎn)子電阻值的不均勻分布，模擬電機的斷

3、條故障；通對籠型電機模型的負載端加載按正弦或方波規(guī)律變化的負載，模擬軸系慢變類型和沖擊類型的扭振故障，仿真結(jié)果準確可靠，全面揭示了斷條和扭振故障特征頻率的變化規(guī)律。 建立了由感應電動機驅(qū)動的，以直流發(fā)電機為負載電機斷條、偏心和扭振故障的模擬試驗臺，并進行了各種工況下的典型故障的模擬試驗與分析。取得了和計算機仿真結(jié)果相一致的結(jié)果，從理論和實驗兩個方面深入研究了典型故障的特征頻率及變化規(guī)律。特別是在軸系扭振電流信號和振動信號的比較過

4、程中，發(fā)現(xiàn)電機驅(qū)動設備的機械故障信息主要以扭轉(zhuǎn)振動方式耦合到定子電流中，相對于橫向振動檢測，無傳感器檢測方法更適合異步電機驅(qū)動系統(tǒng)扭振類故障的檢測與診斷。 在信號處理與特征提取方面，本文提出了實調(diào)制頻移的概念，根據(jù)移頻細化譜和Hilbert變換求包絡原理，結(jié)合小波消噪技術(shù)，提出了一種具有小波消噪功能的實調(diào)制移頻細化譜及細化包絡譜方法，可以有效地分離與提取定子電流中50Hz電網(wǎng)頻率所調(diào)制的微弱故障信息。 作為無傳感器檢測方