感应电机的故障诊断分析论文_曾紫光

广东粤华发电有限责任公司

摘要:本文首先简单介绍了感应电机,在通过分析感应电机的结构,再对故障分析设计就行分析,希望能给相关的专业人士提供一点参考借鉴的材料。

关键词:感应电机;故障诊断;分析

1.介绍

感应电机应用广泛,电机的故障诊断关系工业利益,吸引着研究人员不断地深入研究。早期电机检测故障和正确诊断程序可以避免有害,甚至是毁灭性的后果,减少经济损失。对于异步电动机,其中轴承、定子和转子的相关故障分别占了所有故障的41%,37%和10%。这些主要故障可分为以下几类:

1)定子故障导致定子绕组断开或短路;

2)转子故障,如转子绕组断开或绕组转子短路电机;

3)转子故障,如断裂条和松鼠笼的裂纹端环转子电机;

4)轴承故障;

5)气隙偏心率。

感应电机是高度对称的电气系统。所以,任何形式的电机故障都可能会导致其变化,破坏其对称性,例如电流,电压,通量,扭矩,速度,振动,温度等。现有不同类型的诊断技术,是从测量信号中提取特征故障分量检测异步电机的故障,如电动机电流特征分析(MCSA)和振动谱分析,广泛用于检测来自定子电流的特征分量,以及振动。一般来说,诊断技术可以分类如下:

1)基于建模的技术。该方法用于感应电动机的建模,不同类型故障的情况下,例如绕组功能方法、动态网格磁阻法、有限元法。一旦设备故障,模型的参数将改变发生,即用于检测电机故障。

2)基于信号处理的技术。这种技术基于信号处理算法、小波变换等快速傅立叶变换(FFT),用于分析测量的信号,以检测设备故障。

3)基于人工智能的技术。人工神经网络(ANNS)、模糊系统、专家系统、遗传系统等。目前广泛用作决策工具到状态监测和故障检测的技术。

2.感应电机结构

异步电机诊断技术可一直扩展到其他电机,如感应发电机,同步发电机等同步电机。由于鼠笼式转子感应电动机广泛应用于感应电动机。所以,本文重点介绍鼠笼式转子感应电动机的故障分析。

3.2 转子故障

鼠笼式转子设计在过去几年中略有变化,因此,转子故障占电机故障的大约10%,其中转子断裂和端环裂纹是导致转子故障的主要原因。一般来说,我们会通过分析电流信号来检测转子故障。

(3.2)

其中,k = 1;2;3;……,f是电源电压的频率,s是电机滑差。

此外,转矩和速度信号还包含2sf和4sf频率,轴通量和轴向振动谱也可用于检测转子故障。许多信号算法可以从上述测量信号中检测特征分量,如自适应滤波器,矢量变换,小波分析方法等。

3.3 轴承故障

轴承故障主要体现在设备结构的故障。传统的轴承故障检测故障是基于振动信号。定义 为外圈故障频率, 为内圈故障频率, 作为球故障频率。

4.结论

关于感应电机主要故障以及相关的诊断技术,传统方法是基于模型,而受到模型参数精度的影响。目前,使用信号处理和人工智能提高检测性能较多,电机电流特征分析(MCSA)仍是工业上应用最广泛的方法。

参考文献:

[1] 夏毅.基于小波分析的感应电动机故障诊断[D].华南理工大学,2015

[2] 孟刚,李茹海,程珩.基于小波包分析的电机转子故障诊断方法研究[J].机械工程与自动化,2012

论文作者:曾紫光

论文发表刊物:《基层建设》2017年4期

论文发表时间:2017/5/25

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