基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法综述

齿轮故障诊断技术对减少工业事故所造成的人员伤亡和经济损失具有重要的意义。首先介绍了振动诊断法和噪声分析法,然后重点对基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法做了综述。振动诊断法和噪声分析法属于常用的齿轮故障诊断方法,这两种方法分别需要安装振动传感器和声音传感器,齿轮传动机构结构紧密而且构造复杂,安装机械传感器多有不便。电机电流特征分析法、负载转矩特征分析法和运动误差辨识法是基于电机驱动系统的无创诊断方法,电机电流、负载转矩以及运动误差信号都承载有齿轮的故障信息,电机电流信号可以从电机驱动器处获得,负载转矩和运动误差信号借助于辨识器也可以从驱动器处获得,避免了安装机械传感器的需求。同时分析了各种诊断方法的优缺点,总结现有研究成果及有待解决的问题,展望了未来的研究方向。     

基于改进的MCSA法的变频电机转子故障诊断

提出一种基于改进的定子电流信号分析(MCSA)和模糊推理的变频电机转子故障诊断方法.在传统MCSA方法的基础上提出的电机故障特征频率自选频算法,能够根据电机的实际运行状态更有效地提取故障特征量,为电机故障诊断提供依据.基于模糊集理论和模糊逻辑的模糊推理算法,则通过对获取的故障特征量进行模糊推理进而确定故障类型,对存在多种故障的电机尤为有效.试验结果表明,该方法能够提高变频电机转子故障诊断的准确性.     

基于改进的MCSA法的变频电机转子故障诊断

提出一种基于改进的定子电流信号分析（MCSA）和模糊推理的变频电机转子故障诊断方法。在传统MCSA方法的基础上提出的电机故障特征频率自选频算法,能够根据电机的实际运行状态更有效地提取故障特征量,为电机故障诊断提供依据。基于模糊集理论和模糊逻辑的模糊推理算法,则通过对获取的故障特征量进行模糊推理进而确定故障类型,对存在多种故障的电机尤为有效。试验结果表明,该方法能够提高变频电机转子故障诊断的准确性。     

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。     

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。     

异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断新方法

目前基于电机电流信号分析(MCSA)的诊断方法无法诊断滚动轴承外滚道轻微故障,在电机空载或轻载运行条件下存在诊断失效的问题,为此提出一种基于定子电流信号中转频多调制分量的异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断方法.首先根据转频确定多个转频调制分量;然后在每个转频调制分量附近对定子电流信号做连续细化傅里叶变换分析;并根据正常和...     

磁通切换电机单相及多相开路情况下转矩冲量平衡控制策略研究

容错型永磁磁通切换电机(fault tolerant flux switching permanent magnet motor,FTFSPM)转矩密度高、可靠性强,适用于全电/多电飞机系统。近年来,FTFSPM的动态性能优化及故障下容错控制成为研究热点。研究了一种转矩冲量平衡控制策略,比较了不同开路故障下动态响应的异同。该控制方式下负载突加过程唯一确定,一次电磁转矩的增减不受PI参数的影响,提高了转速的动态性能;但电磁转矩变化率决定了动态响应的快慢。电机发生开路故障时,相电压合成的空间电压矢量缺失,对电磁转矩的改变能力减弱。负载变化前后电机转速不变,结合电机运动方程,估算出不同开路故障下动态调节时间。通过实验对转矩冲量平衡控制进行验证,并比较了不同开路故障下动态响应,验证了所提出算法以及推论的有效性和正确性。     

发电机转子匝间短路故障电磁场数值分析研究

掌握气隙磁场的分布情况，是实现转子绕组匝间短路故障诊断的重要手段。考虑到短路故障会引起绕组电路拓扑结构的改变，本文通过机理分析推导，得到气隙磁场、定子电流、电磁转矩等一系列电气量的变化特征，并采用有限元数值分析法对故障状态的电磁场及电磁特性进行研究。以一台同步发电机为例，首先建立二维场路耦合有限元电磁场计算模型，通过仿真分析对比了电机额定工况时发生短路故障前后磁场分布的差异；然后对匝间短路故障下产生在电机气隙磁密中不同频率的谐波、定子支路中的电流及电机电磁转矩的变化规律进行了深入分析；最后重点针对故障对电机运行性能的影响进行了探讨。本文可为同步发电机早期故障诊断提供理论依据，为工程实际提供参考。     

异步电机断条故障的启动电流小波诊断法

为克服小波脊线在诊断异步电机断条故障过程中存在的数学定义复杂、迭代逼近运算量大等缺点,应用Morlet连续复值小波,多尺度地、中心频率等间隔地分解了实测的同型正常电机和有一根断条的故障电机启动电流信号,分析和比较了对应尺度下的频带能量后,找出了上述电机两种状态的信号能量差异;定义了频带能量比(RFBE)的概念,得出断条故障电机的RFBE比良好状态的至少大2倍的定量判据,并据此提出了基于RFBE的电机断条故障诊断新方法。研究表明:该法不仅具有小波脊线方法的高灵敏度、不受负载波动影响,且诊断过程大为简化、不受噪声干扰影响、实用性更强。     

基于无位置传感器的无刷直流电机换相续流研究

无刷直流电机(brushless DC motor,简称BLDCM)换相时刻关断相电流续流会引起电机端电压波形畸变。当采用无位置传感器反电动势过零检测法时,端电压波形畸变会使位置检测信号相位超前,偏离最佳换相时刻,电机负载转矩和转速较大时增加了转矩脉动,甚至会造成换相失败,限制了反电动势检测法的无刷直流电机功率应用范围。因此,针对电流续流引起的位置信号相位超前的机理加以分析,推导出了超前角度与负载转矩和转速的关系,并给出了位置检测信号相位超前的补偿算法,并对电机在不同负载转矩和转速下位置信号进行相位补偿,拓宽了无位置无刷直流电机的运行范围。仿真和实验结果表明,在不同负载转矩和转速下经过补偿后的位置信号与最佳换相信号一致,电机负载转矩和转速较大情况下运行平稳。     

An Improved Method for Load Taxonomy Using Sample Shifting Technique and Signature Analysis

This paper illustrates an improved method of classification of electrical appliances, particularly for domestic loads, to construct load taxonomy on the basis of their signature analysis. Each electrical load is characterized by its own distinct signature and hence load signature analysis is useful in monitoring the health of the equipment, power quality, in determining individual energy usage etc. type of services. On the other hand, load taxonomy classifies these loads in several clusters on the basis of some features extracted from their signatures. In traditional methods of construction of load taxonomy, different signature patterns based on power metrics, V-I trajectories, Eigen vectors, etc. In this proposed method, with the adoption of sample shifting technique the required number of feature extraction is reduced to a lower value to find out various signature patterns than those are required in traditional load taxonomies. Moreover, a better taxonomy, having well separated groups of loads is achieved with lower number of extracted features.     

Eccentricity fault diagnosis in three‐phase‐wound‐rotor induction machine using numerical discrete modeling method

In recent years, several papers have dealt with eccentricity fault diagnosis considering the cage‐induction machine while wound machine type has not been studied as a case. In this paper, eccentricity fault is studied based on the current/torque signature considering modified winding function approach (MWFA). A novel discrete model is introduced, and eccentricity fault is evaluated in both static and dynamic cases. To reach this aim, a numerical model is presented for slot openings, distributed windings and air‐gap, thereby computing the machine's inductances using MWFA. Power spectral density (PSD) of stator's current and machine's vibration are analyzed for static and dynamic eccentricity diagnosis and the finite element method (FEM) is utilized to precisely verify the proposed method. Mathematical‐based model with consideration of both slot openings and non‐sinusoidal winding function effects are the advantages of the proposed method over the previous researches in this field. Moreover, proposed method, which is based on mathematical modeling, could be easily applied to other types of electrical machines, and this feature is regarded as another key point of this paper. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

提高远程抄表系统数据安全性研究

由于远程抄表系统数据的安全性受到很大威胁,在结合目前常用的网络安全技术的基础上提出了切实可行的技术方案。分析了当前国内已应用的远程抄表系统对其数据所采取的安全措施,提出利用数字签名技术对远程网络数据施行端对端加密;而对远程抄表系统主站系统中的电能量数据,则采用以防火墙为主、其他安全技术为辅的安全防范方案,提高了整个远程抄表系统的安全性。     

热分析方法在金属陶瓷材料研究中的应用

介绍了热分析方法（包括差热分析法和热重分析法）的原理，并结合应用到金属陶瓷的性能测试与分析中，对新产品的性能研究提供了可靠的，有价值的分析结论。     

FMS控制系统的软件设计与开发

本文将软件工程中软件设计和开发的方法与ＦＭＳ控制系统的研制相结合，用数据流分析（ＤＦＡ）方法给出了ＦＭＳ控制系统的数据流图（ＤＦＤ）；用结构化设计（ＳＡ）方法给出了该控制系统的软件模块结构图，并由ＦＭＳ实例提出该的开发方法。这些方法对于其它计算机控制的开发具有普遍意义。     

快速蒙特卡罗方法实现电子线路容差分析

介绍了电子线路容差分析的基本原理,提出了基于MATLAB电子线路最坏情况分析、蒙特卡罗分析和快速蒙特卡罗分析方法的实现方法。通过对具体电子线路容差分析结果的对比,得出了采用快速蒙特卡罗分析方法比其它两种方法更有效。     

基于故障树分析法的全光纤电流互感器可靠性研究

全光纤电流互感器（FOCT）具有体积小、绝缘简单、无磁饱和等优点,并能更好地兼容现代数字控制和保护系统,成为电流互感器的重要发展方向。然而,目前FOCT长期运行可靠性较低,严重制约了其在数字化变电站中的推广应用。本文从电路和光路两方面全面开展了FOCT的故障树模式分析,建立了覆盖FOCT整体结构的故障模式分析体系,提取出FOCT长期运行过程中出现的主要故障模式,构建了完整的FOCT故障树,对其故障模式进行原因分析和排查,从方案设计、元器件筛选和施工工艺方面提出可靠性提升措施,并结合实际案例对所提方法进行了应用验证。研究结果可为FOCT故障分析及运行可靠性提供理论依据。     

大型电力变压器故障机辅分析

本文首先构造了大型电力变压器的故障树,并进行了机辅分析,得出了逻辑分析与数量分析的结果。然后对故障树的简化与等效、基本故障的重要度进行了讨论,指出了提高可靠性的最佳途径。     

故障树分析法在变电站通信系统可靠性分析中的应用

随着测控技术的电子化和信息化的发展,变电站通信系统的可靠性直接关系着变电站自动化水平.故障树作为系统失效分析和预测系统故障发生概率的有力工具,可应用于变电站通信系统的可靠性分析与预测.文章介绍了故障树分析法的基本原理及其定性和定量分析方法.结合变电站通信系统的特点,建立了变电站通信系统的失效模型,采用最小割集分析法进行了定性分析,以确定影响变电站通信系统失效的主要因素,针对变电站通信系统的常见拓扑结构定量分析了其有效度,说明了不同拓扑结构对通信系统可靠性的影响.应用故障树分析法,可以提高变电站通信系统的可靠性分析水平,并可作为新建变电站通信系统可靠性分析的理论依据.