基于电磁转矩小波变换的感应电机转子断条故障诊断

该文提出了一种基于感应电机启动电磁转矩信号的转子断条故障诊断新方法。利用复值小波变换中的小波脊线提取出启动电磁转矩中故障特征在电机启动过程中的频率变化规律，检测出转子断条故障。同时，小波系数的模反映了信号在对应尺度上的能量大小，所以对应故障特征脊线上的小波系数模反映了该故障特征转矩的幅值变化规律。基于此，定义了脊线一小波能量谱的概念。将故障特征转矩对应的脊线一小波能量谱作为故障严重程度因子，即可根据其与转子连续断条根数的关系给出感应电机转子故障严重程度的表示方法。实验结果证明该方法是可行的。     

基于电磁转矩特征频率提取的感应电机转子断条故障诊断

分析了信号复值小波变换的瞬时频率提取原理,根据复解析小波系数的相位信息给出了信号瞬时频率提取算法,将其应用到电机启动电磁转矩信号中转子故障特征的提取上,实现转子断条故障的可靠诊断,并给出了电磁转矩计算及实验结果,实验证明了该方法的有效性。     

基于Hilbert变换的感应电机转子断条故障研究

在分析当前主要诊断方法的基础上,采用Hilbrt变换频谱分析方法对不同负载情况下的感应电机转子断条故障进行研究。通过与FFT频谱分析对比,该方法对感应电机转子断条故障诊断具有较高的诊断精度和很好的频率分辩率,能克服FFT电流频谱法主频泄漏的影响,更好地实现感应电机的转子断条故障诊断。     

基于EMD分解的感应电机转子断条故障诊断

为提高感应电机转子断条诊断的准确性,提出了一种基于EMD分解的诊断方法.选取单相功率频谱作为分析对象,通过对单相功率频谱进行EMD分解,准确地提取了2sf故障特征量.仿真结果表明,该方法诊断灵敏度高、直观清晰,有效地解决了定子电流中故障分量频率与基波频率相近而不易被EMD分解的难题,是一种有效的可行方法.     

基于瞬时无功功率感应电机转子断条故障诊断研究

在基于定子电流信号进行异步电机故障诊断时,转子断条故障特征频率分量常常被电流的基频分量淹没.针对这种情况,本文提出一种新型的基于瞬时无功功率的转子断条故障诊断方法.该方法首先对定子电压和电流进行Hilbert变换,然后在此基础上构建瞬时无功功率.通过对无功功率进行频谱分析,选取特征频率2ksf作为转子断条的故障诊断判据.同时定义一个新的故障严重程度系数,对感应电机转子故障严重程度进行判别.实验结果表明该方法能有效进行转子断条故障诊断.与传统的Hilbert模量方法和瞬时功率方法相比,该方法因没有交叉项而频谱简单;只需采集单相电流,不需要进行坐标变换,简化了硬件和软件,节省计算时间.     

基于双PQ变换的感应电机转子故障诊断

提出了基于双PQ变换的感应电机转子故障诊断新方法。该方法以三相基波正序电压及其希尔伯特变换构造PQ变换矩阵,用其对定子三相电流进行变换,得到电机有功功率P及无功功率Q。由于正常电机P、Q均恒定,在PQ坐标系下对应1个点;故障电机则由于P、Q中附加频率为2sfs(s为转差率,fs为电网频率)的波动分量而对应于1个椭圆。通过比较电机正常及转子断条故障运行时的P、Q在PQ坐标系下对应的模式,可以实现转子断条故障的可靠检测。选择转子断条电机在PQ坐标系下对应椭圆的长轴为故障特征,椭圆中心与空载运行点之间的距离为归一化基准值,得到了1个近似独立于电机惯量及负载等级的故障严重因子。实验结果证明了该方法的有效性。     

基于瞬时频率分析的笼型电机转子断条故障诊断

电机电流信号特征分析方法诊断笼型电机转子断条故障时,诊断效果受制于电机运行状态的影响,甚至会发生误诊断。针对这一问题,提出基于瞬时频率分析的笼型电机转子断条故障诊断方法。首先对起动电流进行FIR低通滤波,以提取包含转子断条故障特征的单分量谐波信号,然后采用相位微分方法计算该信号的瞬时频率,并根据f-s平面上的瞬时频率-滑差曲线判断故障发生与否。在3 k W电机试验平台上对所提出的方法进行验证,试验结果表明了所提方法的有效性。     

基于电磁转矩复解析小波变换的感应电机转子故障检测

提出一种运用电磁转矩信号对感应电机转子断条故障进行检测的新方法.当感应电机转子发生断条故障时,转子绕组的不对称将会使电磁转矩中引入2s同步速的脉动转矩(s为转差率).对电机起动电磁转矩信号进行复值小波变换,根据分析小波在特定中心频率条件时信号瞬时频率与其对应小波脊线的关系,提取出故障特征转矩频率变化规律,实现转子故障的可靠检测.同时,对应尺度上小波系数的模值还能够反映该故障特征转矩在电机起动过程中的幅值变化规律,将其作为故障严重程度指标则可以进一步判断转子断条根数.实验结果证明了该方法的有效性.     

一种感应电机转子断条早期故障诊断方法

针对感应电机转子发生早期断条故障时,定子电流故障特征频率容易被基波频率淹没,导致电机转子断条故障发现不及时的问题,采用多回路方程建立感应电机发生转子断条故障的模型,推导了dq0坐标系下感应电机发生早期断条故障的模型。在该故障模型的基础上,利用参数辨识和滑窗技术得到电机等效参数变化曲线。该方法得到的电机等效参数曲线对转子早期断条故障具有明显的故障特征信号,通过辨识曲线特征可诊断电机转子断条故障,同时给出了转子发生不同程度故障时的差异指标。最后试验验证了该方法的可行性。     

基于RVACD和WPE感应电机转子断条故障诊断

针对感应电机转子断条故障诊断存在故障信号复杂多变、诊断时受负载和电源波动影响较大等诸多不足之处,提出断电残压(Residual Voltage after AC dump,RVACD)和小波包熵(Wavelet Packet Entropy,WPE)的故障诊断方法。以电机断电后残余电压为研究对象,建立转子断条故障的断电残压模型;分析断电残压信号频谱,得到故障特征频率;结合小波包和信息熵理论得到小波包Shannon熵,计算并与正常电机熵值作对比,得到故障诊断依据。仿真结果表明,断电残余电压可有效避免外界因素的干扰,断电残压频谱简单明了,小波包熵值作为故障诊断依据简单可靠,为工程实际提供了新的思路。     

基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法研究

分析了感应电机定子线圈短路故障时的振动特征及定子电流的谱特性，指出由于受电机固有不对称等因素的影响，单纯利用振动谱分析或定子电流信号频谱分析(MCSA)诊断定子线圈短路故障，不能得到准确可靠的诊断结果；提出了一种基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法，能有效提取电机定子故障时的特征信息，利用该方法可提高故障识别的精度；实验结果证实，基于相关分析得到的谱特征可以作为感应电机定子线圈短路故障诊断的依据。     

感应电机转子绕组故障仿真与实验研究

从仿真计算与实验两方面对感应电机转子绕组故障进行研究。首先分析断条数量对电机的影响：讨论了转子断条故障后转子备导条电流以及备段端环电流分布及变化情况，转子断条数量与定子电流中转子绕组故障特征量的关系。转子断条位置对电机影响很大，过去没有引起人们的重视，该文对此进行深入研究，分析电机转子断条位置与故障特征量之间的关系，转子断条位置与转子导条电流、转子端环电流之间的关系，并总结出其规律，指出哪些位置导条进一步断裂的可能性较大。该文还揭示了过去人们试图把故障特征量的大小作为电机转子断条根数多少的判据的局限性，提出了把断条引起电机的不对称性作为电机转子绕组故障程度判据的新的理论。     

Rotor broken-bar fault diagnosis of induction motor based on HHT of the startup electromagnetic torque

This paper presents a new method for rotor broken-bar fault diagnosis of induction motors. The asymmetry of the rotor caused by broken-bar fault will give rise to the appearance of additional frequency component of 2sf _s (s is slip and f _s is supply frequency) in the electromagnetic torque spectrum. The startup electromagnetic torque signal is decomposed into several intrinsic mode function (IMF) with empirical mode decomposition (EMD) based on the Hilbert-Huang Transform. Then, using the instantaneous frequency extraction principle of the Hilbert Transform, the rotor broken-bar fault characteristic frequency of 2sf _s can be exactly extracted from the IMF component, which includes the rotor fault information. Moreover, the magnitude of the IMF which includes the rotor fault information can also give the number of rotor broken bars. Experimental results demonstrate that the proposed electromagnetic torque-based fault diagnosis method is feasible. __________ Translated from Proceedings of the Chinese Society for Electrical Engineering, 2005, 25(11):107–112 (in Chinese)     

一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案

文中提出了一种新的基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案。传统直接转矩控制的缺点之一是输出转矩波动较大。占空比控制技术通过在每个采样周期中插入零电压矢量来减小转矩的波动。文中将合成电压矢量的思想引入到占空比控制技术中。推导得出了瞬时转矩改变量与合成电压矢量的关系，合成电压矢量与所选电压矢量及其占空比的关系。联立这两个条件，求解出了占空比的计算公式。最后，对所提出的直接转矩控制算法进行了仿真试验。仿真结果表明，该方案可以大大减小输出转矩的波动。     

一种感应电机直接转矩控制系统性能改善方案

该文首先从理论上对数字化控制感应电机传动系统的性能进行了推导，对电机转矩的变化量进行了详细的分析。然后结合直接转矩控制的原理，提出了一种新型的控制方案。从仿真结果可以看出：不仅系统的动态响应依然很快，而且可以有效地改善稳态转矩脉动较大的情况：同时由于采用了空间电压矢量调制，稳定了逆变器的开关频率。     

瞬时功率分解算法在感应电机定子故障诊断中的应用

分析了电压不平衡、电压及负载的动态变化在故障负序电流检测中的表现；揭示了电机的负序感抗受电机自身固有不对称，铁磁饱和程度以及转子漏抗、转子几何静偏心的影响而非常数；提出了一种基于瞬时功率分解算法(IPDT)的感应电机定子线圈故障诊断方法，导出了故障负序电流的近似表达式：利用该方法可消除非故障因素产生负序电流的影响。实验结果证实，电机在不同条件下运行时，用该方法检测定子线圈故障，均可提高故障识别的精度。     

基于Park矢量模信号小波分解的感应电机轴承故障诊断方法

在分析小波包分频特性的基础上，总结出小波包分解子频带按频率高低排列的通式；对三相定子电流的Park矢量模信号进行小波包分解，求相应子频带的小波包分解系数的均方根值（RMS），并用其表征轴承的故障特征，以此作为轴承故障诊断的依据。研究表明，该方法降低了基频电流及电流中噪声的影响，克服了由于受负载变化引起故障特征频率波动使得难以准确提取故障特征频率的缺陷；实验结果证明了该方法应用于电机轴承故障诊断的可行性。     

电机故障特征值的倍频小波分析

该文对异步电动机在鼠笼转子发生不同断条故障情况下的定子电流分别进行了实验测量；并对测量电流进行倍频小波分析，利用小波系数，在各个频段上进行小波信号重构；通过计算各个频段的信号能量特征值，诊断电机故障。这样，既可以从低频频段来诊断异步电动机鼠笼转子断条故障，也可以从某些高频频段来识别故障是否发生，从该文的实验诊断表明，倍频小波分析方法取得了较好的效果。     

小波－奇异值分解在异步电机转子故障特征提取中的应用

针对电流信号中异步电机的转子故障特征分量经常被电源频率分量淹没而无法准确检测的缺点,提出了一种基于小波-奇异值分解的转子故障特征提取方法。通过连续小波变换将电流信号中的各特征频率分量转换到时频分布空间中,对该时频空间进行奇异值分解将各特征频率分量分解到不同的正交特征子空间中,对特征子空间的选择重构可以有效地滤除电源频率分量而提取出转子故障特征分量。模拟数据和实际故障信号的应用表明,该方法提供了一种可实际应用的异步电机转子故障诊断方法。