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异步电动机故障检测与诊断方法研究

孙丽玲  
【摘要】: 本文针对异步电动机转子断条、定子绕组匝间短路与轴承故障检测与诊断方法进行了深入研究,在提高故障检测与诊断方法的灵敏度与可靠性,并使之实用化方面主要完成了以下工作。 1.将多回路方法(Multi-Loop,ML)与电磁场有限元计算(Finite Element Method,FEM)相结合,建立了异步电动机的扩展ML-FEM耦合数学模型。据此可以实现异步电动机数字仿真,从而为转子断条与定子绕组匝间短路故障特征分析、检测与诊断方法研究奠定了理论基础。 2.完成了笼型异步电动机转子断条故障数字仿真与物理实验。提出了基于细化傅里叶变换、自适应滤波、转子齿槽谐波转差率估计、检测阈值自整定技术的笼型异步电动机转子断条故障检测方法。该方法可以在计及电机本身固有非对称、气隙偏心、转子不对中及其它因素的情况下,实现高灵敏度、高可靠性的转子断条故障检测。 推导出了笼型异步电动机转子断条数目诊断新判据。 3.完成了异步电动机定子绕组匝间短路故障数字仿真与物理实验。应用频谱校正、自适应滤波技术成功地避免了异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测可靠性的影响,进一步提高了定子绕组匝间短路故障检测的可靠性。提出了以定子三相绕组视在阻抗角作为依据的定子绕组匝间短路故障发生相的诊断方法。 4.成功解决了笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路故障的联合检测问题,提出了实用的联合检测方法。完成了笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障数字仿真与物理实验,总结出该类故障的规律、特征,并提出了检测策略。 5.提出了基于振动加速度信号和定子电流信号分析的轴承故障检测与诊断新方法。 6.研制成功异步电动机初发故障在线检测仪,集转子断条故障、定子绕组匝间短路故障与轴承故障在线检测、诊断功能于一身,兼顾高灵敏度与高可靠性。


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