基于相空间重构和模糊聚类的电动机故障诊断方法

根据笼型异步电动机断条故障的基本规律及相空间重构和模糊聚类的物理意义,利用相空间重构把非线性时间序列重构成低阶非线性系统的组合,对三相电流信号进行分析、提取信号特征,对重构后的电流轨迹进行辨识和定量分析,实现故障深入诊断。利用实验数据和仿真验证:该方法可用于笼型异步电动机转子断条故障的检测。     

双鼠笼电机转子断条原因剖析

双鼠笼电动机以其优良的启动性能被广泛地应用于工矿企业.在实际生产中、经常发生笼条断裂故障,造成设备停机、停产.双鼠笼电动机的笼条断裂一般发生在上笼,即靠近铁芯表面部位的笼条伸出端上,断口没有显著变形,断口断面吻合较严.不易发现.全部断裂的断口有被电弧灼烧的痕迹,而局部断裂的断面则比较光滑.断口通常由笼条下部逐渐向上沿伸,因此只有完全断开时才能在上面看到裂纹.1 异步电动机的转矩特性分析断条成因,首先要从异步电动机的转矩特性入手.异步电动机的转矩特性曲线M_(de)=f(s),如图1所示.由转矩公式M(de)=K_mФI_cos(?)_2知,转矩的大小与转子电流I_2和功率因数cos(?)_2密切相关,这两个物理量是随着转差率S的变化而变化的,如图2所示.     

基于主成分分析的故障电动机异常点搜索方法

运用主成分分析法,经过矩阵变换、降低维数以及提取故障信息的主要特征,实现对故障电动机转子三相定子电流的特征提取。使用Matlab 8.3对实验所得的三相定子电流数据进行处理,得到完好电动机、转子断条故障电动机和气隙偏心故障电动机的主成分分析结果,为鼠笼异步电动机的故障诊断提供了一种有效的分析方法及相关故障样本。     

灰色关联度理论在电动机断条故障辨识中的有效性分析

为能更好地判定异步电动机出现断条故障的严重程度,根据灰色系统理论,计算电动机三相定子电流与完好电动机的灰色关联度,可确定电动机断条故障的严重程度,再通过测量完好电动机、一根断条电动机、三根断条电动机的三相定子电流,得到原始实验数据,最终按计算结果来判定异步电动机处于断条故障的严重程度。灰色关联度理论按现有的矢量方法相比较,验证了该方法的可行性。     

滑动DFT在异步电机转子断条故障诊断中的应用

转子断条故障是笼型异步电机的常见故障之一。用滑动傅里叶变换对异步电动机定子电流进行频谱分析,能够对电机断条故障进行在线诊断。该方法的计算量小,能够对每个采样点进行频谱分析。     

电流谱分析技术在电动机故障诊断中的应用

电流谱分析技术是通过提取电动机定子电流频谱中相关故障的特征量,判断异步电动机定子绕组匝间短路、转子条断裂、机械故障、轴承故障等电动机故障,是电动机故障诊断的重要手段之一。笔者通过实例介绍了应用电流频谱分析技术进行电动机转子断条故障的分析与诊断,并对设备进行及时维修,防止了设备突发事故的发生。     

基于数学形态学的笼型异步电动机转子断条故障诊断

根据笼型异步电动机断条故障的基本规律及希尔伯特变换的物理意义,将数学形态学滤波器技术与希尔伯特变换相结合,得到谐波信号的希尔伯特模量,其在复平面内所占的面积可反映转子断条故障的存在与否,即面积越大转子断条的数量越多,故障越严重。利用希尔伯特模量的回转半径对转子断条故障做了定量分析。通过仿真实验验证该结论,该方法对转子断条故障判断灵敏,可将其应用于转子断条故障的检测。     

应用经验模态分解下的AR模型提取电动机故障特征

为有效地诊断电动机断条故障,提出了一种基于EMD-AR模型的电动机断条诊断的信号分析新方法。该方法将时间序列的AR模型引入到电动机断条故障诊断中,采用了经验模态分解方法将电动机的电流信号分解成若干个平稳的IMF分量,对前三个分量建立AR模型,并对固有模态函数进行功率谱分析。通过对比正常电动机、一根断条满载电动机和一根断条空载电动机的A相电流信号的IMF1(V)~IMF3(V)分量,通过AR模型估计的功率谱图提取故障特征并分析。仿真和实验结果表明,此方法能有效识别电动机断条故障。     

谐波小波滤波在异步电动机转子断条故障诊断中的应用

笼型异步电动机转子的断条故障,其早期特征频率分量与基频分量非常接近,针对幅值相对较小、不易诊断的问题,采用谐波小波方法对定子电流信号进行滤波处理。该方法基于谐波小波良好的盒形频谱特性,将特定频率段的成分与定子电流信号的其它频率成分既不交叠,又不遗漏的分解到相互独立的频带上,成功地突出故障特征分量。仿真和实验结果证明,该方法能大大提高转子断条故障诊断的准确性。     

笼型异步电动机转子断条的频带划分特性

分析了鼠笼异步电动机转子断条故障时的频率特点,阐述了小波包变换异步电动机转子断条故障的频带特征,通过实例验证,得到的结论是正确的,从而为小波包变换在电动机故障诊断系统的应用提供了理论基础。     

布孔方式及延期时间对煤体破碎效果影响的数值模拟

针对煤体爆破中不同装药布孔方式及延期时间对煤体破碎效果的影响,本文采用ANSYS-IS/DYNA进行了数值模拟,并对计算结果进行分析。结果表明:爆炸应力波在煤体中产生叠加效应,煤体的破碎主要以拉伸为主;随着孔距排距比的增加,煤体的破碎程度呈现先增加后降低的趋势;当孔距与排距比为1.5时,三角形布孔中心所受应力峰值和煤体的破碎程度均达到最大,分别为175 MPa和9.6%;空孔周围裂纹呈环状分布,且当孔距与排距比为1.0或1.5时,裂纹主要集中在三角形内部;孔间延期时间为0.5 ms时较1.0 ms时的裂纹分散度大,且随着排间延期时间的增加裂纹数有所增加。     

破碎岩体注浆加固的二维分形平面模型构建与模拟分析

模拟注浆加固过程中注浆液在破碎岩体中的扩散特性时,构建与现场实际破碎岩体一致的几何模型对 模拟结果的准确性至关重要。 为构建与工程现场破碎岩体一致的几何模型,对于破碎岩体的注浆加固问题,提出了 一个构建破碎岩体二维平面模型的新方法。 首先,通过对破碎岩体的压水实验获得破碎岩体的透水系数;再根据裂 隙岩体的分形特征,运用透水系数计算破碎岩体的分形维数;最后根据分形维数确定最大和最小裂隙构建破碎岩体 的平面二维几何模型,并结合压水实验和数值模拟分析模型的可靠性。 结果表明:通过对分形维数所构建的平面几 何模型的数值模拟,对比分析数值模拟结果与现场压水试验结果,该方法能够获得与现场破碎岩体状况一致的二维 平面几何模型,为模拟分析破碎岩体的注浆加固提供可靠的参考。     

深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究

为了在山西省南阳煤矿３２０７工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙 的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切 顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。 以南阳煤矿３２０７工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了 数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布 与变化。 数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提 高。 现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破 坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。     

弧齿锥齿轮切齿机摇台摆角的计算方法

摇台摆角是弧齿锥齿轮加工机床设计的重要参数之一,它的大小关系到能否切出工件的全齿长,正确合理地计算弧齿锥齿轮切齿机摇台摆角,是保证齿面质量的关键问题,鉴于摇台摆角θ是分齿数z1的函数,就弧齿锥齿轮切齿机床摇台摆角的计算方法展开了讨论,合理解决了摇台摆角调整参数的通用性计算问题,列举了计算实例,表明了采用此计算方法,简单实用,效果好。     

自适应滤波与极窄带陷波器在异步电机转子断条故障诊断中的应用

采用最小二乘法RLS自适应滤波算法对鼠笼式异步电动机定子侧电流信号进行自适应滤波,以滤除电流信号中的噪声干扰,再经过50 Hz的极窄带陷波器消除工频分量对断条特征分量的干扰,并在傅里叶频谱上实现断条的检测。实验证明,采用自适应滤波算法与极窄带陷波器相结合的方法,很好地解决了噪声对定子侧电流信号的干扰,能够实现鼠笼式异步电动机断条分量的识别。     

齿轮断齿机理研究及故障分析

建立了齿轮副的动态微分方程,从动力学的角度对齿轮的断齿故障机理进行分析,利用定步长的龙格—库塔法对齿轮断齿故障进行仿真分析,运用时频分析的方法研究了齿轮断齿的信号特征,为齿轮断齿故障的诊断提供理论上的支持。     

含硫结块矿石诱导崩落分解特性分析

针对铜坑矿矿石结块问题,运用爆破放顶技术,诱导结块矿石的自然崩落分解。以结块矿石为研究对象,利用LSDYNA数值软件对不同跌落角度、跌落高度和弱结构参数条件下的跌落过程进行仿真模拟试验,获得了结块矿石的崩落分解规律,提出了相应的诱导崩落技术参数。研究结果表明：①结块矿石在跌落高度为5 m和崩落角度30°时能够获得很好的崩解效果,崩解率达到100%。②结块矿石与触地接触面的高度应不小于5 m,并且诱导爆破超深面与水平形成的夹角θ需满足5°＜θ＜30°。研究结果为实施诱导破碎结块矿石的技术工艺和参数提供了理论依据。     

上保护层开采卸压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究

采用理论、数值模拟综合方法,研究了中远距离上保护层开采底板应力场演化、分布规律,发现上保护层长壁式开采采空区底部煤岩层倾斜方向呈凹形、走向平面呈"O"形的卸压球壳,卸压角在其切眼或终采线附近隅角处最小,底部被保护范围煤层的中部卸压效果比两侧的卸压效果佳,即被保护范围煤层倾斜中部的抽采半径比两侧的抽采半径要大;在走向上被保护层卸压滞后保护层采煤工作面一定距离,可以此研究成果指导被保护层钻孔瓦斯抽采工作。     

基于永磁涡流传动的长距离带式输送机启动特性研究

针对矿用带式输送机启动过程易出现打滑、淤带和断带等问题,基于永磁涡流传动技术,将双盘式磁力耦合器作为带式输送机的驱动装置,建立双盘式磁力耦合器动态数学模型,运用AMEsim软件搭建带式输送机系统仿真模型,设置启动时间分别为60、80和100 s,采用Harrison控制曲线启动时,研究带式输送机满载启动时机头、机尾部输送带的速度特性和张力特性,张紧装置位移特性以及双盘式磁力耦合器调速气隙特性,仿真结果表明:当启动时间为60 s时,带式输送机输送带速度波动大,动张力明显,尾部输送带最大张力达到29 kN,启动过程不平稳;双盘式磁力耦合器调速时,气隙变化与带式输送机启动速度变化趋势相反,启动过程气隙从22 mm减小到4 mm;当启动时间为80 s和100 s时,带式输送机启动过程相对平稳,速度和张紧装置位移波动小,尾部输送带张力波动幅度分别为5 kN和3 kN;带式输送机启动过程存在最佳启动时间,继续延长时间,对带式输送机启动特性影响越来越小,80 s可作为合理启动时间。