基于Park矢量的变频电源供电的笼型异步电机转子断条故障诊断方法

基于工频电源驱动时扩展Park矢量方法诊断笼型异步电机转子断条故障的有效性,研究了在变频电源供电情况下该方法的诊断有效性。对断条故障电机变频电流进行了实测、分析和对比,结果表明：当采用变频电源供电时,传统的单相电流频谱分析方法无法正确诊断转子断条故障,而扩展Park矢量方法仍然具有良好的诊断准确性和适用性。     

变频供电异步电动机转子断条状态下变频器一次侧特征电流分析

异步电动机变频调速系统已经广泛应用于工业生产之中。实现变频调速异步电动机转子断条故障的诊断,对保障安全生产、提高生产效率有十分重要的意义。目前,已经提出的转子断条故障诊断方法多是针对定子电流信号做频谱分析。然而,在变频调速异步电动机运行过程中易于测取的多是开关柜二次侧电流信号,即供电电流(变频器输入侧电流)信号。该文分析了异步电动机转子断条故障特征分量穿越变频器对供电电流信号的影响,基于定子电流频谱分析方法,分别对定子电流(变频器输出侧电流)和供电电流做频谱分析。仿真和实验结果显示,在供电电流信号中存在转子断条故障特征分量,进而可以据此实现变频供电异步电动机转子断条故障诊断。     

笼型异步电动机转子断条故障新特征

根据笼型异步电动机转子断条故障的基本规律与正弦信号希尔伯特变换的物理意义,将希尔伯特变换、频谱分析/校正与自适应滤波技术相结合,以获取定子电流滤波信号的希尔伯特模量,指出其在复平面所占面积可反映转子断条故障存在与否,且其数值伴随故障程度的加剧而增大.仿真与实验数据分析验证了这一规律.进而提炼出笼型异步电动机转子断条故障新特征--定子电流滤波信号希尔伯特模量回转半径.仿真与实验数据表明,该特征对于转子断条故障灵敏,并对电机负载状况呈现一定的鲁棒性,将其应用于笼型异步电动机转子断条故障检测可行.     

Morlet小波解调制方法诊断鼠笼电机转子断条故障

针对电机电流信号特征分析(motor current signature analysis,MCSA)诊断早期转子断条故障时存在的频谱泄露阻碍故障特征频率识别的问题,提出一种基于定子电流Morlet小波解调制信号分析的故障诊断方法。首先选择合适的参数对Morlet小波性能进行优化,继而利用优化后的Morlet小波提取鼠笼电机定子电流信号包络线以消除基频和噪声干扰的影响,然后对提取到的包络线作快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)分析,并根据FFT频谱中是否存在特征频率成分2sfs判断转子断条故障发生与否。所提方法在电机工频或变频供电方式、不同负载运行状况下都能够消除噪声干扰和频谱泄露影响,因而便于故障特征提取并实现早期转子断条故障诊断。理论分析和实验结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

基于MCSA的笼型异步电动机转子断条诊断

研究笼型异步电动机在转子断条时的运行情况,提出有效的检测方法,以便在电机转子只出现轻微故障时及时检测出故障,采取有效措施。MCSA技术采用时域加窗和傅里叶变换的方法,对电机电流信号进行频谱分析,并对故障频率段局部细化,提取定子电流中故障特征频率分量来诊断电动机是否存在转子断条故障。仿真结果表明本方法可以有效消除频率泄漏和栅栏现象,准确检测出故障分量。     

瞬时功率频谱分析在牵引电机转子故障诊断的应用研究

针对故障特征频率容易被基波频率淹没的问题,提出一种基于网侧瞬时功率的转子故障诊断方法。当交流调速系统牵引电机发生转子断条故障时,定子电流中故障特征频率(1±2s)f1分量通过变频器向变频器一次侧(网侧)传播。通过频谱分析发现,变频器网侧电流信号和定子电流信号都存在故障特征频率容易被基波频率淹没的问题。该方法选用网侧瞬时功率进行频谱分析,使得转子断条故障特征频率转换成2sf1的频谱分量,消除了基波频率影响,突出故障特征频率。且只需采集单相电流,简化了硬件结构。实验表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

电流监测在笼型异步电动机转子故障诊断中的应用

分析了笼型异步电动机断条的原因 ,介绍了定子电流监测断条的原理 ,通过试验分析定子电流的频谱 ,由电流频率边频带 (1± 2s)f处幅值的大小可判断转子断条的故障及断条的数目 ,证明定子电流监测用于转子故障诊断是有效的     

笼型异步电机转子断条故障的有限元分析

采用有限元方法对笼型异步电机转子断条的故障特征进行研究。首先建立笼型异步电机物理模型,分别计算电机在健康状态和断条故障状态下的电磁场、转子各导条电流和定子电流,最后将计算结果与实验数据进行比较和分析。     

笼型异步电机转子断条故障的有限元分析

采用有限元方法对笼型异步电机转子断条的故障特征进行研究。首先建立笼型异步电机物理模型，分别计算电机在健康状态和断条故障状态下的电磁场、转子各导条电流和定子电流，最后将计算结果与实验数据进行比较和分析。     

用自适应方法提取鼠笼式异步电机转子断条的特征分量

本文根据自适应滤波的原理,推导出处理鼠笼转子异步电机定子电流的方法。经过仿真计算和对转子有断条的电机定子电流的处理,结果表明:用本方法可以大大提高检测转子断条故障特征分量的灵敏度。     

基于笼型电动机转子断条故障的诊断分析

为了解决目前已有的故障诊断方法只能诊断出电机是否发生转子断条故障而不能诊断出转子断条数目的问题,对电机转子断条故障进行了仿真和断条数目诊断方法的研究。首先对Y2-132M-4型的鼠笼式三相异步电机进行了建模,利用建立的模型对发生不同断条数的电机故障进行了仿真研究。然后,提出了基于机器学习的对转子断条故障的断条数目进行诊断的算法。实验结果表明,所提出的故障诊断分类方法实现了电机不同数目的转子断条故障的智能诊断分类,且诊断分类准确率达100%。     

基于APSO-SSVM的异步电动机转子故障诊断

基于信号分析的异步电动机的转子断条与偏心故障诊断方法中,常用传统的电机电流信号特征分析(MCSA)方法。由于采样频率偏低、强大的基波旁瓣效应等因素的影响,会导致特征频率成分被淹没、难以量化故障程度等问题。因此,提出了一种基于自适应粒子群优化逐序支持向量机(APSO-SSVM)的异步电动机故障诊断方法。首先,利用经验小波变换(EWT)对原始信号进行滤波;然后,对滤波后的信号进行特征提取并输入到SSVM诊断模型中;最后,通过APSO算法确定各次序下SVM模型的最佳超参数,从而实现转子断条数量的精确故障诊断。     

Fault detection of broken rotor bars in induction motor using a global fault index

Induction motors play a very important part in the safe and efficient running of any industrial plant. Early detection of abnormalities in the motor would help to avoid costly breakdowns. Accordingly, this work presents a technique for the diagnosis of broken rotor bars in induction motor. Stator voltage and current in an induction motor were measured and employed for computation of the input power of one stator phase. Waveforms of the instantaneous power and line current were subsequently analyzed using the Bartlett periodogram. Different global fault indexes on the instantaneous power spectrum and on the line current spectrum for the fault detection are evaluated. Several rotor cage faults of increasing severity were studied with various load effects. Experimental results prove the efficiency of the employed method.     

Hilbert模量与MUSIC相结合的感应电机转子断条故障检测方法

为了提高异步电动机转子断条故障检测的及时性与准确性,将Hilbert模量与多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)相结合用于异步电机转子断条故障检测。Hilbert模量可以巧妙地转工频分量为直流分量,消除工频分量的不良影响。而MUSIC能够快速而准确地检测故障特征分量的频率大小,即使对于短时采样信号也有良好的性能,从而减少计算量。最后,通过仿真和以Y132M-4型感应电机进行试验验证了基于Hilbert模量与MUSIC相结合的异步电动机转子断条故障检测方法的有效性。     

基于经验模式分解的异步电机转子断条故障诊断

为提高异步电机转子断条诊断的准确性,提出了一种基于经验模式分解(EMD)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,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的难题,是一种有效的方法.     

基于单相功率频谱分析的感应电机故障诊断

感应电机定子电流频谱中,转子断条故障频率分量幅值很小并且与基波频率相当接近,故障特征不易提取.针对电流频谱分析的缺点,综合运用单相功率频谱分析、数字滤波和频谱细化技术,突出故障特征.仿真结果表明,即使断条特征微弱,单相功率频谱中故障特征频率分量也能得到充分的反映.随着断条数日的增多,故障特征分量的幅值明显增大.该方法具...     

笼型异步电动机转子断条数目诊断新判据

笼型异步电动机一旦发生转子断条故障,在其定子电流中将出现边频分量。当前已提出Filippetti判据等基于定子电流边频分量的转子断条数目诊断判据,但其准确性有待改进。该文从定子电流边频分量的产生机理入手,推导出转子断条数目诊断新判据。相对于Filippetti判据而言,新判据具有普遍性,可以视为Filippetti判据的推广。新判据同时考虑了导条间电流对转子断条数目诊断的影响。针对一台Y100L-2型三相异步电动机(3 kW,380 V,50 Hz)完成了转子断条故障实验。实验结果表明新判据在准确性方面得以改进。     

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.     

基于支持向量机的电机转子断条故障诊断

交流电动机转子断条故障诊断的问题可以归结为模式分类的问题,支持向量机是近几年来涌现的一种新型的针对小样本集合具有较好分类效果的方法.根据断条故障在定子电流谱中产生相应特征分量,本文利用窗提取的方法对定子电流谱进行转换,在不损失故障特征信息的前提下构造低维数特征空间,并在其中用SVM进行分类.同时针对实际应用中转差率s由于负载的变化而使故障特征频率位置发生变化的问题,分别在恒定负载和变负载条件下进行试验.断条情况为无断条、一根断条、连续两根断条三类,结果表明在恒定负载和变负载条件下都有较高的诊断正确率.同时因为整个诊断过程可以实现自动化,所以可实现在线诊断.     

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。