中型异步电动机振动原因简析

1　引言电机振动主要分电磁振动、机械振动、空气动力振动三种类型 ,电磁振动由定、转子气隙中的电磁力作用产生 ,它与电机气隙内谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率、极数及定子本身的固有频率、阻尼、机械阻抗有关。机械振动主要由电机轴承、电刷及转子质量不平衡引起。空气动力振动主要与电机风路设计、风扇选用有关。电磁振动与机械振动可通过电机带电运行和断电运转时振动的差别进行区分 ,电磁振动在电机断电时消失 ,而机械振动则继续存在。2　各类振动的特征及频率根据标准要求 ,中型异步电动机 (卧式 )各测振点位置分布如图 1所…     

感应电动机轴承故障检测的相关分析方法

根据感应电机轴承发生故障时的振动信号特性以及定子电流特性,提出了一种基于相关分析的感应电动机轴承故障检测方法.该方法先求三相电流的Park矢量模信号,然后将其与电机滚动轴承振动信号进行相关分析,从振动信号与电流信号的相关谱图中有效地提取轴承故障特征信息,并将其作为轴承故障识别的依据.实验结果表明,该检测方法具有较高的信噪比,可提高故障识别的精度,实际应用也是可行的.     

起动过程诊断感应电动机转子断条故障

针对稳态定子电流频谱难以突出故障特征分量的弱点,提出了基于起动过程的感应电动机转子断条检测方法。故障特征频率的定子电流分量对气隙磁场有调制作用,导致定子电流、电磁转矩和转子转速的周期性脉动,这些故障特征在起动过程中表现明显。通过监测感应电动机的整个起动过程,可实现对转子断条的故障检测。实验结果表明该方法行之有效。     

基于MUSIC算法的感应电机轴承故障检测方法研究

分析了感应电机轴承发生故障时振动信号的特性以及MUSIC算法及其高分辨率谱估计的特点，提出了一种基于MUSIC算法的感应电动机轴承故障检测方法。结果表明，在短数据情况下，相对FFT分析技术，该方法频率分辨率更高，故障检测更为准确，且计算量小，有利于电机故障实时状态监测。实验证实，将该方法应用于感应电机轴承故障检测，可准确检测出轴承故障时在包络信号中的故障特征成分，方法切实可行。     

Morlet小波变换在感应电动机气隙偏心故障诊断中的应用

针对快速傅里叶变换(FFT)在分析感应电动机电流信号时存在的频谱泄漏和噪声干扰阻碍故障特征频率识别的问题,提出了一种针对感应电动机定子电流包络线的Morlet小波分析新方法,有效消除了频谱泄漏和噪声干扰的影响,分析了感应电动机在气隙偏心故障时故障频率的特征,最后通过实验及仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于信息融合分析的感应电机故障检测方法

为了提高感应电机故障检测的准确性,在分析了感应电机定子线圈短路故障时的振动特征信息及定子电流的谱信息的基础上,指出了单一的振动分析方法或定子电流频谱分析（MCSA）诊断定子线圈短路故障,不能得到准确可靠诊断结果的原因,提出了一种基于信息融合分析的感应电机定子故障检测方法,能有效提取电机定子故障时的特征信息,提高了故障识别的准确性。实验结果证实,基于融合分析得到故障特征可以作为感应电机定子线圈短路故障诊断的依据。     

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。     

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。     

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。     

基于MUSIC算法的异步电动机转子故障检测方法

分析了MUSIC算法及其高分辨率谱估计的特点。提出了一种基于MUSIC算法的异步电动机转子故障检测方法。仿真研究结果表明，在短数据情况下，相对FFT分析技术而言，该方法频率分辨率更高，故障检测更为准确，且计算量小，有利于电机故障实时状态监测。实验证明，将该方法应用于感应电机转子故障检测，可准确检测出转子故障时在定子，电流中的故障特征成分，方法切实可行。     

基于扩充Prony算法的感应电动机转子断条故障诊断

检测感应电机转子断条故障及故障程度的关键在于查找定子电流谱中频率为(1±2s)f的间谐波含有率。传统的谱分析由于加窗和截断带来的频谱泄漏,使特征谱难以辨识,采用现代谱估计中的扩充Prony算法,基于定子电流信号的AR参数估计,计算信号的谱线构成,依据故障电机稳态运行时的定子电流特征,选取合适的阶数,能够精确地检测到(1±2s)f故障特征分量的幅值和频率,回避了频谱泄漏问题,为感应电动机转子断条故障的MCSA检测法提供了一条新的途径。通过实验室实测算例验证了该方法的有效性,在电机空载和轻载运行时也能够准确地检测出故障特征信号,诊断出故障程度。     

感应电机的无传感器在线振动监测法

本提出了一种以电机的电流谐波和它们的相关的振动谐波之间关系为基础的感应电机无传感器在线振动监测法。振动监测系统最初记录电机在正常工作下运行时的电流和振动两种基线测量值。然后,对基数数据进行评估以确定在线监测的临界频率。一旦确定了这些频率,基线振动测量值就只是被用来按照估算的振动级换算电波谐波信号。根据理论分析,模拟结果,以及本所示的实验结果,就可以设想电流谐波和振动等级之间的线性关系。本对一台在空载下运行的三相230V、10马力感应电动机进行的两次实验的结果进行了探讨,这些结果表明了这种无传感器在线振动监测方法的可行性。     

基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障研究

大型潜水电机广泛用于工矿企业给排水、城市污水处理等场所,然而转轴弯曲、轴承磨损等机械故障会引起气隙偏心。气隙偏心轻则导致气隙磁场畸变、振动增大和电流波动,重则定、转子相摩擦,导致设备停机或损坏。由此推导了大型潜水异步电机动态气隙偏心状态下某一固定位置处的定子齿部磁通解析表达式,分析偏心状态下的磁通故障频率,其基本思想是认为定、转子合成磁动势和气隙磁导决定了气隙磁通的大小,而定子齿部对应位置处气隙中的磁通全部经过齿进入定子轭部,据此提出了基于齿部磁场分析的大型潜水电机气隙偏心故障在线监测方法。最后,利用有限元法对理论分析进行了验证,并对故障频率的幅值与偏心度之间的关系作了进一步探索,为异步电机动态气隙偏心的精确检测提供了依据。     

检测感应电机2Sf1周期性振动判断转子系统的故障

笼型感应电动机转子导条断裂或脱焊会引起电机定子电流频谱中的(1-2S)f_1和(1 2S)f_1边频分量增强,边频电流相互作用会引起频率为2Sf_1的周期性振动和噪音;本文介绍用检测电机的2Sf_1拍振振动的方法来分析判断笼型转子导条与端环焊接不良的存在。     

基于小波变换的改进LMS算法在异步电动机轴承故障诊断中应用

基于电机定子电流信号分析方法的异步电动机轴承故障检测中,计及实际电动机供电电压谐波和三相电压不平衡等外部因素的情况下,如何实现轴承故障的可靠检测一直是电动机故障检测领域的难题.对传统的定子电流频谱分析方法进行了深入研究,讨论了传统最小均方算法(LMS)自适应滤渡方法在信号处理中的不足.在此基础上,提出了将小渡分析、连续细化傅里叶变换和改进LMS自适应滤波方法有机结合的异步电动机轴承故障检测新方法.该方法能够正确判断轴承故障特征频率分量,从而提高异步电动机轴承故障诊断效果,实现轴承故障的可靠检测.实验结果表明了该方法的有效性.     

交流电动机转子故障的计算机仿真和理论分析

对交流电动机转子回路发生故障，造成转子回路不对称时的定子电流进行计算机仿真。仿真结果表明，定子电流不是等幅正弦波，而是受低频信号调制的调幅波。若对此调幅波进行频谱分析，必然存在两个边频分量。经理论分析后指出，边频分量的频率与电动机的转差率有关，因此检测定子电流频谱中的边频分量是诊断交流电动机转子回路发生故障的依据。     

基于气隙转矩的笼型异步电动机转子断条监测

提出了基于气隙转矩的鼠笼异步电动机转子断条故障在线监测方法.根据旋转磁场理论研究了气隙转矩在电机正常及转子断条运行状态下包含的谐波频率成分.当电机转子出现断条故障时,气隙转矩将会含有2sfs谐波频率分量.通过对气隙转矩的计算处理,利用小波脊线提取气隙转矩中转子断条故障特征频率分量,克服了分析定子电流信号时的不足,实现了电机转子断条故障的在线监测.实验结果证明了该方法的有效性.     

基于MUSIC算法的异步电动机转子故障检测方法

分析了MUSIC算法及其高分辨率谱估计的特点.提出了一种基于MUSIC算法的异步电动机转子故障检测方法.仿真研究结果表明,在短数据情况下,相对FFT分析技术而言,该方法频率分辨率更高,故障检测更为准确,且计算量小,有利于电机故障实时状态监测.实验证明,将该方法应用于感应电机转子故障检测,可准确检测出转子故障时在定子,电流中的故障特征成分,方法切实可行.     

振动电机非线性气隙偏心机理研究

为研究振动电机气隙长度对电感参数和定子绕组电流的影响,从基本结构和工作机理上分析振动电机与三相异步电机的区别,量化了振动电机转子主轴在运行时的形变,结合振动电机转子主轴的非线性,提出了振动电机气隙长度的计算公式,得到了振动电机气隙长度对内部电感参数及定子电流的影响,并基于交流电机多回路理论对电机进行仿真,理论分析与仿真结果表明,振动电机的气隙长度会使定子电流频谱图中产生f_1±f_r的特征频率,而普通电机则无。     

基于变频器网侧电流感应电机定子故障诊断

提出一种基于变频器网侧电流频谱分析的感应电机定子故障诊断方法。当感应电机发生定子故障时,定子电流负序分量将通过逆变器、整流器向变频器网侧传播,将在网侧电流频谱中出现故障特征频率成分。分析电网负序电压对感应电机定子电流、变频器网侧电流的影响,发现电网负序电压分量在网侧电流中形成的故障特征频率与定子故障时的网侧电流故障特征频率存在明显不同,选择容易测取的网侧电流可构成定子故障诊断新判据。实验结果表明:利用变频器网侧电流频谱分析能有效进行定子故障诊断,且不受电网负序电压的影响。