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《太原理工大学》 2004年
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异步电机的故障建模及诊断

李昆鹏  
【摘要】:随着现代科学技术的进步和生产系统的不断发展,电机在生产中发挥着越来越重要的作用。电机故障不仅会损坏电机本身,而且会影响整个系统的正常工作,甚至危及人身安全,造成巨大的经济损失。而通过对电机常见故障的诊断和分析,可以及早发现故障和预防故障的进一步恶化,减少突发事故造成的停产损失;还可为设计制造提供经验,积累数据,有助于电机性能及可靠性的改进;同时对电机故障定位、决策及维修都是极其重要的。 本文针对电机常见的两种故障定子部分故障和转子部分的故障进行了分析,并针对此两种故障建造了其数学模型。定子部分的故障主要是定子绕组故障。转子故障是因为电机频繁启动和过载运行,使转子导条和端环易产生疲劳,使之逐渐发生断裂或开焊,引起故障。通过分析可知此两种故障形式都可通过其阻值的变化反应出来,本文正是依据此特点从而建立了电机的故障模型。 论文首先论述了异步电机故障诊断技术的发展、现状及各种诊断方法的特点和存在的不足。然后,基于异步电机复杂的非线性、强耦合、时变的数学模型,推导出了异步电机在两相静止坐标系上的线性化、离散、扩展状态方程,即电机故障数学模型。此模型主要是针对电机定、转 太原理工大学硕士研究生学位论文 子故障建造的。而故障特征量的获取是通过电机参数在线 辨识的方法观测到的。 通过深入分析了扩展卡尔曼滤波算法的工作机理。建 立了基于EKF算法的异步电机状态观测器,并结合Bayes 决策方法对电机定、转子故障进行了理论分析、仿真和实 验研究。分析显示此方法可有效对电机定、转子故障进行 检测、诊断和故障幅值估计。 为了验证本文所建故障模型的正确性,实验采用间接 验证的方法,由于电机定子电阻的变化直接影响电机定子 电压、电流的变化,所以实验中通过观测电机正常和故障 情况下的电压、电流值,来反应电机电阻的变化情况。同 时为了得到电压、电流的同步测量值,没有用互感器,而 是通过电阻分压测量电压,同时以测量引入电机的电源线 的电压代替线电流。通过实验验证此方法效果很好. 在本文最后,进一步总结了本文所用方法的优缺点, 特别给出了本文所用方法中存在的问题,并针对不足之处 提出了合理的改进措施和解决方法。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM343

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【引证文献】
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1 叶银忠;朱建山;;电机故障诊断实验系统的开发[J];控制工程;2007年S3期
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1 李景元;基于变频调速的异步电机转子断条故障诊断[D];西安科技大学;2011年
2 朱建山;异步电机故障诊断方法研究与应用[D];上海海事大学;2007年
【参考文献】
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【共引文献】
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9 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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6 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
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【同被引文献】
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2 胡伟;查晓明;;PWM-VSI变频调速系统谐波分析模型的构建[J];电气应用;2006年05期
3 董涛;程培源;樊波;王东旭;;基于MCSA的笼型异步电动机转子断条诊断[J];大电机技术;2010年05期
4 雷宏峰;王朝晖;郭存杰;;电机故障诊断中电流信号采集的研究[J];电机技术;2005年04期
5 夏立;费奇;;基于信息融合分析的感应电机故障检测方法[J];电机与控制学报;2006年03期
6 罗铭;刘振兴;黄菲;;变频电源笼型异步电机断条故障诊断仿真[J];电机与控制学报;2008年02期
7 时献江;张春喜;邵俊鹏;;异步电机断条故障诊断的细化包络方法[J];电机与控制学报;2008年02期
8 顾德英,季正东,张平;基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真[J];电力系统及其自动化学报;2003年02期
9 蒋建东,蔡泽祥;用Park变换方法检测感应电动机转子故障[J];电力自动化设备;2004年05期
10 张建文;张振明;朱宁辉;姚奇;;基于Park矢量的变频电源供电的笼型异步电机转子断条故障诊断方法[J];华北电力大学学报;2006年06期
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【二级引证文献】
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2 付焱晶;陈涛;王鹏;丁志伟;;WP8发动机压气机叶片故障分析及预防措施[J];科技创新导报;2012年06期
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