感應電機的軸承故障模擬與特征分析.pdf

1、感應電機廣泛應用于軍事、工業(yè)生產(chǎn)、船舶等領域，其正常運行的意義重大。軸承故障是感應電機故障類型中發(fā)生概率最大的類型，所以本文針對感應電機的軸承故障進行研究。目前較為主流的軸承故障檢測方法是定子電流特征分析法，但是由于來自電網(wǎng)的背景色噪聲大、定子電流存在較強諧波、故障特征頻率微弱等因素，因此本文對軸承故障進行模擬，放大故障特征，以便能更加準確地分析定子電流的特征規(guī)律。
　　本文利用外加轉矩振動的方式來模擬軸承故障。通過設定功率開關管

2、的開通與關斷頻率，以一定的頻率改變直流發(fā)電機的負載電流與轉矩。根據(jù)所用電機的參數(shù)、軸承故障特征以及系統(tǒng)的整體結構設計:選用STC12C5A60S2單片機以及AD9850等芯片完成了開關管觸發(fā)信號的產(chǎn)生、控制;通過人機交互界面設置和顯示觸發(fā)信號的頻率、占空比、相位、幅值;設置了隔離、驅動電路保證控制電路不受主電路影響，并驅動開關管。最后設計了緩沖電路保護開關管。
　　使用了電流傳感器、振動傳感器測量實驗數(shù)據(jù);通過NIPXIe-635

3、6數(shù)據(jù)采集卡以及在LabVIEW軟件中設計的信號采集和輸出程序，完成實驗數(shù)據(jù)的采集;最終在MATLAB中對數(shù)據(jù)進行時、頻分析。
　　本文完成了軸承故障模擬實驗平臺的設計與搭建，并進行軸承單點故障的模擬實驗。通過設置不同轉矩振動頻率，分析定子電流信號，驗證了軸承故障引起的轉矩振動與定子電流間存在相位調制關系，并總結出了故障特征頻率的幅值與調制指數(shù)的關系。此外，還可以通過改變開關管觸發(fā)信號的占空比、幅值來模擬單點故障的寬度、深度變化，