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《河北工业大学》 2011年
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电机转子检测方法及故障诊断技术研究

赵晓东  
【摘要】:电机运行的正常与否直接影响着工矿企业以及日常生活的正常运转。如果电机质量不高,频繁出现故障,不仅会影响生产的运行,还会影响经济的快速发展,造成严重的经济损失和恶劣的社会影响。电机转子是电机中的运动部件,在运行过程中受到轴向电磁力、离心力和热弯曲扰度力等的作用,因此在电机的运行过程中转子故障是主要的故障。本文从几个方面入手,研究了电机转子在制造以及使用过程中的检测方法及故障诊断技术,本文的研究成果一方面可以为提高电机出厂质量,延长电机的使用寿命,另一方面可以分析电机的运行状态,在故障的前期进行预警,防止因突发故障给生产生活带来巨大损失。 转子制作过程受到诸多因素的影响,其中线圈抽头至换向片的虚焊问题尤为严重且较为普遍,由此引发的质量隐患通常在电机的生产过程中难以发现,更多的表现在装机出厂交付使用后随时可能发生的局部发热、断线等故障导致的电机烧毁。本文在建立电机转子电路模型及数学模型的基础上,研究了电机转子片间电阻、跨间电阻、焊接电阻的测量及计算方法,设计了电机转子直流电阻测量电路,设计了电机转子诊断智能测试系统。电机出厂之前对转子进行全面的电气性能检测与分析,可以防止不良产品流入市场,提高电机出厂质量,延长电机的使用寿命。 电机转子绕组匝间短路故障是电机常见故障之一,本文在分析电机转子绕组匝间短路故障机理的基础上,设计了基于DSP的高速数据处理系统,采集了气隙电动势信号。利用小波变换,去除该信号中的主磁通干扰信号,分别将正常信号和故障信号进行4层小波包变换,提取重构后的16个能量特征信息并进行归一化处理,作为神经网络的输入向量,为建立人工智能的故障检测提供数据支持,应用小波包分解提取后的能量信息值作为神经网络的输入向量,故障类型作为网络的输出向量,建立了电机故障诊断系统的诊断过程,通过分别利用不同的数据进行网络训练和测试,实现了电机转子绕组匝间短路的故障诊断。 转子断条故障即转子导条断裂是电动机常见故障之一。本文在分析电动机转子断条故障的诊断机理基础上,使用小波包分析电机转子断条仿真信号,确定断条的故障特征信号,结合FFT变换对重构的结点系数进行频谱分析,得到故障信号的特征频率,然后运用小波分析确定电机转子断条故障发生的具体时刻,最后经过试验证明了该方法的可行性。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM303.3

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李平;基于多源异类信息融合的异步电机故障诊断技术研究[D];湖南科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵红怡,武梦龙,曹淑琴;小波分析在突变信号检测中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
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4 吴文全,叶晓慧;μΩ级小电阻测量方法研究[J];电测与仪表;2003年11期
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10 张华;王震洲;刘教民;;数字信号处理器TMS320F2812在智能脱扣器设计中的应用[J];河北科技大学学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘天桢;基于多维数据分析的神经网络与分布式计算研究[D];武汉理工大学;2008年
2 南晋华;决策神经网络模型及应用研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 候志勇;大型异步电动机状态监测与故障诊断系统研究[D];华北电力大学;2002年
2 易浩波;智能电机测试与控制系统的研究与开发[D];湖南大学;2003年
3 刘小军;便携式电机故障诊断仪的研究与开发[D];西安建筑科技大学;2003年
4 万章;基于DSP的多功能信息采集与智能监控系统的研究[D];上海交通大学;2007年
5 邓日青;基于神经网络专家系统的电喷发动机故障自诊断研究[D];重庆交通大学;2008年
6 仝瑞普;基于Slave FIFO模式USB数据传输系统设计与实现[D];南京理工大学;2008年
7 郭庆军;基于小波包络解调与人工神经网络的轴承智能诊断技术研究[D];西南交通大学;2008年
8 孙士慧;基于小波神经网络的设备故障诊断方法研究[D];中国石油大学;2008年
9 徐俩俩;基于神经网络的感应电机故障诊断研究[D];扬州大学;2009年
10 孙垒;基于BP神经网络的模拟电路故障诊断系统的FPGA设计与实现[D];南京理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
3 冯清海;袁万城;樊启武;;基于FE—ANN—MC的结构可靠度计算方法研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
4 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
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7 李素云;张德祥;;基于小波变换的汽车齿轮箱振动信号故障分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
8 张燕平;提取特征规则的重复覆盖算法(RCA)[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
9 甘信华;石勇;林保国;;基于MATLAB的BP神经网络在大气环境质量评价中的应用[J];安徽化工;2008年05期
10 李峻;孙世群;;基于BP网络模型的青弋江水质预测研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王国庆;李国福;李旭渊;;基于PSO-K均值聚类的核事故应急监测点位快速确定技术研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
2 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 ;An Fusion Model Based on Fuzzy Neural Network about the Traditional Chinese Medicine Intelligent Diagnosis and Inference[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 王德军;李萌;王丽华;;基于BP神经网络的汽车ABS系统故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 姜静;孟利东;孙铁;姜琳;;电弧炉三相电极神经网络控制器的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
9 王非凡;李文亚;;摩擦焊接轴向缩短量的神经网络与支持向量机预测研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
10 何正嘉;訾艳阳;陈雪峰;王晓冬;;内积变换原理与机械故障诊断[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 丁宝成;煤矿安全预警模型及应用研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
5 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
6 丁和艳;铝合金车轮CNC机械抛光工艺优化的基础研究[D];华中科技大学;2010年
7 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
9 张峰;输电线路行波故障测距优化算法研究[D];山东大学;2010年
10 李诗高;立体影像压缩方法研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
2 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
3 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 王顺岩;灰色系统理论在间歇式染色中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
6 张西雅;基于信息融合的汽车防追尾避撞目标识别研究[D];郑州大学;2010年
7 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
8 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
9 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
10 朱民杰;基于神经网络的心电图身份识别研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈凯;许伯强;李和明;段翔颖;;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[J];电力自动化设备;2008年09期
2 王旭红;何怡刚;;基于对角递归神经网络的异步电动机定子绕组匝间故障诊断方法[J];电力自动化设备;2009年07期
3 李月;徐余法;陈国初;苗锐;俞金寿;;D-S证据理论在多传感器故障诊断中的改进及应用[J];东南大学学报(自然科学版);2011年S1期
4 程珩;陈法法;柴慧霞;;数据融合技术在异步电机故障诊断中的应用[J];电气传动自动化;2008年02期
5 张举;王兴国;李志雷;;小波包能量熵神经网络在电力系统故障诊断中的应用[J];电网技术;2006年05期
6 付华;冯爱伟;单亚峰;徐耀松;王传英;;基于信息融合技术的电机故障诊断[J];辽宁工程技术大学学报;2006年04期
7 王旭红;何怡刚;;基于小波包和Elman神经网络的异步电机转子断条故障诊断方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2010年05期
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10 杨伟;顾明星;彭静萍;;证据理论在电机故障诊断中的应用[J];电力系统保护与控制;2010年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵红怡,武梦龙,曹淑琴;小波分析在突变信号检测中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
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8 王旭红,彭建春;笼型感应电动机定子故障诊断分析[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2001年04期
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10 刘帼巾,李文华,蒋栋;电器触点接触电阻测量装置的研究[J];电测与仪表;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 孟涛;齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断[D];西北工业大学;2003年
2 陆爽;基于现代信号分析和神经网络的滚动轴承智能诊断技术研究[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周四新;大型异步电机智能保护实现方法研究[D];华北电力大学;2001年
2 罗瑞琼;包装印刷传动智能控制系统的研究[D];湖南大学;2001年
3 候志勇;大型异步电动机状态监测与故障诊断系统研究[D];华北电力大学;2002年
4 周英玉;混合智能控制器及其工业应用的仿真研究[D];大连海事大学;2001年
5 赵树朋;汽油电喷发动机故障诊断专家系统开发研究[D];河北农业大学;2003年
6 万良虹;基于小波分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];华北电力大学(北京);2004年
7 刘丹;一种基于RMI的分布式架构研究及其在MIS开发中的应用[D];华中师范大学;2004年
8 李冀昆;牵引供电系统异相短路保护原理的研究[D];西南交通大学;2004年
9 李超良;多维数据模型及多维计算研究[D];中南大学;2004年
10 郭秀荣;RBF神经网络在电喷发动机故障诊断中的应用研究[D];东北林业大学;2005年
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8 朱建华;辜承林;;新型组合式转子电机的分析计算与实验研究[J];微电机(伺服技术);2006年03期
9 孙国彬;;异步电机转子断笼防范措施[J];设备管理与维修;2008年06期
10 胡亚平,贺炜;微型电机转子车削新工艺及其设备[J];机械工艺师;2000年03期
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4 王润梅;乔维志;夏松叶;刘锦斌;;高压电机转子动不平衡的原因及预防措施[A];全国火电大机组(600MW级)竞赛第十二届年会论文集(下册)[C];2008年
5 李媛媛;郭军华;吕琳;;基于FCM和SVM的电机转子故障诊断方法研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
6 王艳珍;耿玮;刘春慧;;双缸旋转压缩机转子的轴向压力脉动分析[A];2004空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前8条
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2 记者 李兵 通讯员 曹克顺;太重造出超百吨电机转子[N];山西日报;2013年
3 武汉金路达电机有限公司 赵文成;工业电机节能潜力巨大[N];中国建材报;2007年
4 本报记者 路艳艳;电机节能新方向[N];机电商报;2007年
5 广西 翁守浩;子宫切割器瑞士电机剖析[N];电子报;2012年
6 山东 马冬;“阳光学子”复读机不走带故障检修[N];电子报;2007年
7 浙江 张培君;常用单相电机的种类及特性[N];电子报;2003年
8 广东 陆刚;电动机的故障诊断和维修(上)[N];电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵晓东;电机转子检测方法及故障诊断技术研究[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 徐爱杰;高速电机转子系统动力学特性分析[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 徐招红;流变铸造铜电机转子的材料设计及制浆[D];南昌大学;2013年
3 刘磊;基于超声波悬浮技术的电机转子支撑结构设计及转子动力学研究[D];吉林大学;2012年
4 王蒙利;鞭毛电机的运行机理和特性研究[D];天津大学;2004年
5 董晓明;电机转子全自动动平衡系统的研究[D];江苏大学;2010年
6 张璐;带前馈补偿的井下涡轮电机力矩的PWM控制方法研究[D];西安石油大学;2012年
7 蔚兰;基于小波分析的异步电动机故障诊断的研究[D];太原理工大学;2005年
8 胡国平;电机转子动平衡数控去重技术的研究与实现[D];浙江大学;2004年
9 李伟;异步电动机状态监测与故障诊断技术研究[D];重庆大学;2004年
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