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。     

用Park变换方法检测感应电动机转子故障

通过Park变换方法,利用感应电动机定子电流在dq坐标系中是一个“畸变圈”还是一个圈,来判断鼠笼转子有无故障,提出了一种感应电动机转子故障检测的新方法,并定义了与故障严重程度相关的“畸变圆”的畸变率。用数字仿真和实测结果验证了该方法的有效性,并给出了导条断裂根数和畸变率之间的关系式,以判断感应电动机鼠笼转子故障的严重程度。     

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。     

一种感应电机转子断条故障建模方法

基于感应电机多回路方程,提出了一种感应电机转子断条建模方法。在该建模方法的基础上,结合参数辨识和滑窗技术可得到电机等效参数变化曲线,所得等效参数变化曲线相较于正常模型等效参数,具有明显特征,可用于诊断感应电机转子断条故障。仿真验证了该方法的有效性。     

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。     

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。     

基于空间矢量法的感应电机定子线圈故障检测方法研究

提出了一种基于空间矢量法的异步电机定子线圈短路故障检测方法，导出了与线圈短路故障相关的故障特征，定义了表征故障程度的灵敏因子λ。实验结果证实，该方法可准确检测出反映异步电机在定子线圈短路故障时的故障特征，其应用于异步电机定子线圈故障检测，准确可靠，方法切实可行。     

High torque induction motor with rotating magnets in the rotor

This paper describes a new type high torque induction motor which has the rotating magnets in the rotor. The motor basically consists of a usual stator, cylindrical rotor, and inner cylinder of which the surface is covered by a set of magnets. The rotor turns at somewhat less than synchronous speed. The inner cylinder with magnets can revolve freely against a rotor shaft. The magnets revolve synchronized by the rotating magnetic field induced by the stator current. The magnets make the flux in the rotor. Then we can expect torque increase by the increase of the flux. The results of magnetic field analysis indicate the flux is increased. In the experimental results of a test motor which is a 400 W prototype machine, we have obtained the torque increase by approximately 20 percent as anticipated in the magnetic field analysis. Moreover, test results show improvements of efficiency and power factor in the motor operations. The efficiency of the test motor is obtained as high as 10 percent at the rated output over those of a same size conventional induction motor. Although power factor of conventional induction motors is lagging at all times, the test motor can be operated with near unity, leading or lagging by adjusting the ac supplied source voltage.     

异步电机无速度传感器矢量控制系统中扩展卡尔曼滤波器的优化研究

利用扩展卡尔曼滤波器,将转速看成一个状态量,根据定子的电流和电压值估算转速.通过仿真对滤波器初值的选取进行了研究,得到优化的卡尔曼滤波器,试验结果表明,速度估算的准确性高,系统对于电机参数的变化不敏感,具有较强的鲁棒性.     

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%。     

异步电动机无速度传感器的矢量控制

对交流异步电动机无速度传感器的矢量控制进行了综述 ,分析了几种控制方案的原理 ,指出了它们各自的优点与不足 ,并就今后的研究发展方向提出了一些设想     

大功率感应电机矢量控制系统软硬件设计

根据大功率感应电机矢量控制的特点,设计了一种基于浮点型数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｃ３１和单片机８０Ｃ１９６ＭＣ的双微机矢量控制系统,并详细说明了其软硬件设计方法。实验结果表明,该控制系统充分利用了ＴＭＳ３２０Ｃ３１和８０Ｃ１９６ＭＣ的特点,软硬件设计合理、实时性好,能可靠地完成复杂的矢量运算和优化 ＳＰＷＭ波形生成,控制感应电机达到较好的动态性能。     

利用相关性基波消去法诊断电机转子断条故障

针对感应电机转子故障时,定子电流中新增的故障特征分量被基波信息淹没而难以识别的问题,提出基于相关性基波消去法来检测转子断条故障。根据定子电压与电流基波频率相等的特点,构造出与定子电压同频的参考信号,利用改进的相关算法提取定子电流基波信号的幅值与相位,将基波分量准确滤除来突出转子断条故障信息,然后对滤波后的故障信号作频谱分析,可容易诊断出转子断条故障。该方法无需复杂的坐标变换,计算量小,实时性大大提高。实验结果表明:该方法具备较强的故障辨识能力,即使在轻载的情况下仍能有效对转子故障作出诊断。另外,系统只需采样单相电流信号和电压频率信号,工程开销小,易于实现。     

Proposition of new mathematical models with stator core loss factor for induction motor

This paper proposes new mathematical models with stator core (iron)‐loss factor for induction motors intended to generate precise and/or efficient torque via vector control. The proposed models have a structure in which the stator core‐loss resistance is equivalently placed purely in parallel with the stator inductance. It is shown that stator core losses consisting of eddy‐current and hysteresis losses can be properly represented by the parallel resistance, and, in particular, eddy‐current loss by a constant one. The models are composed of three basic vector equations in the general frame of an arbitrary angular frequency, such as fourth‐order differential equations describing motor dynamics, the torque equation, and the energy conversion equation. These basic equations are essential for vector control design taking core loss into consideration. The proposed models are most compact in the sense of the number of both the employed parameters and the interior states of the motor. Compactness is an important factor for modeling and is useful for designing vector control systems. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 134(1): 64–75, 2001     

异步电机断条故障诊断的细化包络方法

针对异步电机断条故障时电流细化频谱存在的故障频率成分较弱和幅值不对称问题,结合实调制细化算法与Hilbert变换算法,提出了一种新的细化包络算法。实调制细化算法基于移频调制原理实现了正负频段频谱的对称搬移,保证了细化谱与原始谱的一致,减少了计算量;经Hil-bert变换得到细化谱的包络谱,可以排除电网频率成分影响,提高包络谱的分辨率。仿真和实验结果表明,该方法使电机电流信号的故障特征频率更容易识别,克服了常规细化谱在电机断条故障诊断应用中的不足。