盲信号处理在感应电动机复合故障诊断中的应用研究

感应电动机定子短路和轴承故障一起发生时,由于故障机理不同,通常需要同时采集定子电流和振动信号才能进行有效诊断。研究了一种通过振动信号同时诊断两种故障的方法,以两种故障一起发生时的低频振动信号为研究对象,采用最小均方盲提取算法对故障信号进行提取,得到了信噪比提高的故障信号,做频谱分析后两种故障的特征频谱能够很好地分辨。通过实验平台模拟了定子相间短路和轴承外滚道缺损的复合故障,诊断结果表明该方法能够提取故障信号,减少噪声干扰,实现了利用振动信号对感应电动机复合故障的诊断。     

船舶综合电力系统监控网络实时性分析

针对船舶综合电力系统监控系统对数据传输的实时性需求,分析了数据流的特征,并按照实时性强弱进行了分类.对基于CAN和以太网的两层网络结构,在CAN网络使用固定优先级,而在以太网使用严格优先级队列机制确保实时数据的优先传输.为了评估网络的实时性能,基于网络演算理论对传输时延的上界进行分析计算,给出了各数据流的到达曲线和服务曲线,并得出最大时延的计算表达式.以一个典型的船舶电力系统为例验证了该方法的有效性,为构建合理的综合电力系统网络平台提供了理论依据.     

基于逆变器直流侧电流的异步电机转子断条和偏心混合故障诊断

电机发生早期故障时,出现在定子电流中的故障特征频率分量很弱,容易被基波分量的泄漏淹没。很多文献通过各种变换方法将电流的基波分量转化为直流量,以减少频谱泄漏来突出故障特征分量。基于变频器驱动的异步电机,通过分析发现定子电流中的基波分量转化为逆变器直流侧电流中的直流分量,定子电流中的各种故障特征频率分量和逆变器直流侧电流中的频率分量存在对应关系。提出了一种基于逆变器直流侧电流的异步电机转子和偏心混合故障诊断方法,采集逆变器直流侧电流信号,并用MUSIC算法进行频率估计,具有很好的实时性。试验结果证明,提出的方法是一种简单有效的方法。     

船舶综合电力系统监控网络实时性分析

针对船舶综合电力系统监控系统对数据传输的实时性需求,分析了数据流的特征,并按照实时性强弱进行了分类。对基于CAN和以太网的两层网络结构,在CAN网络使用固定优先级,而在以太网使用严格优先级队列机制确保实时数据的优先传输。为了评估网络的实时性能,基于网络演算理论对传输时延的上界进行分析计算,给出了各数据流的到达曲线和服务曲线,并得出最大时延的计算表达式。以一个典型的船舶电力系统为例验证了该方法的有效性,为构建合理的综合电力系统网络平台提供了理论依据。     

改进的小波变换系数相关去噪方法

利用理论推导和算例分析了传统小波变换系数相关去噪方法的原理,指出该方法只是相当于硬阈值方法,没有很好地利用信号和噪声的小波变换系数随尺度变化的性质;为此,改进了相关系数的定义,并提出了基于小波变换系数和相关系数局部能量的去噪方法。仿真实例的结果表明,该方法比传统方法具有更好的去噪效果。     

基于Park矢量旋转滤波的感应电机复合故障检测

利用电压与电流基波频率相等,用单位电压Park矢量及其共轭对电流Park矢量进行旋转变换,从而将电流Park矢量的基波正序分量完全滤除而不影响其他的谐波分量.由于滤除了基波正序分量,在频谱图上,被基波正序分量掩盖的断条故障特征就显示出来了.由于去掉了基波的影响,也可以更清晰地突出偏心的故障特征.而且,旋转滤波不影响电流Park矢量中的负序分量,而电流基波的负序分量可以作为定子绕组故障的特征量.也就是说,通过对旋转滤波后的电流Park矢量的频谱进行分析,就可以对电机的定转子故障同时进行监测.实验结果表明,这是一种可行并且有效的电机故障实时监测方法.     

基于动态预测的DVR检测算法

针对动态电压恢复器对电压跌落检测实时性的要求,提出了一种基于动态预测算法的参考波生成方法.利用已知的电压采样值预测下一采样时刻的电压采样值,通过检测实际值和预测值的偏差判断电压扰动的起止时刻.在电压扰动期间使用递推算法计算每一时刻的参考电压.仿真分析验证了该方法的正确性,实验结果表明该算法可在数个采样周期内检测到电压扰动,适合DVR实时检测的需要.与采用数学变换结合低通滤波检测算法以及迭代算法相比,该算法具有实现容易、运算速度快等优点.     

基于箕舌线的变步长LMS自适应算法

通过建立步长因子μ与误差信号e之间的非线性关系，提出一种新的基于箕舌线的变步长LMS算法，并将其应用于通信降噪。该算法除了具有传统固定步长LMS算法计算量小、稳定性较好、简单、易于实时处理等优点外，计算机仿真结果表明，其收敛速度、稳定性以及跟踪速度优于SVSLMS算法和NLMS算法，且不需进行指数运算，计算复杂度低于SVSLMS算法，用于通信降噪取得了较好的效果。     

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。