异步电机综合故障实验教学平台设计与开发

由于异步电机实验教学平台多是针对正常工况设计开发的,缺乏对故障状态的模拟和分析,因此造成了教学和实际需求的脱节。该文设计开发的异步电机综合故障实验教学平台可以开展定子绕组匝间故障、转子断条故障、轴承故障实验和在线诊断,该平台综合了异步电机拆解与组装、故障特征分析以及数字信号处理技术的实际应用,有助于学生深入理解相关知识,提升实际动手能力。

转子系统碰摩故障实验研究进展与展望

针对旋转机械出现的转定子碰摩故障,对实验研究进行全面综述。简单介绍模拟单点、局部及整周碰摩所用实验装置,分析三种碰摩形式出现的典型实验现象;局部碰摩故障在工程实际中为主要碰摩形式,据研究对象将其划分为简单转子系统局部碰摩、复杂转子系统局部碰摩、旋转叶片-机匣局部碰摩及实际机组局部碰摩;并对三种碰摩形式典型故障特征进行对比,分析转定子碰摩实验研究发展方向。

高速气体轴承转子周期性碰摩故障试验研究

针对高速气体轴承转子结构进行周期性碰摩试验研究。对此结构的轴系进行升速试验,试验结果显示轴系转速在升高到一定程度时开始产生飞升,随后在频域内出现周期性碰摩现象。通过频谱特性、轴心运动轨迹及时间—频率—幅值三维谱图等振动图谱特征,分析转子飞升与周期性碰摩现象的动力学过程及产生原因,并给出碰摩故障的典型特征。研究结果可以为此类碰摩故障的识别与相关碰摩故障诊断系统的建立提供试验数据支撑。

双盘悬臂转子轴承系统碰摩故障数值仿真与实验分析

分别建立了双盘悬臂转子轴承系统的力学模型、数学模型和碰摩力模型,同时利用转子碰摩故障的实验装置,研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特性,对中间盘碰摩时转子系统的动力学特性、悬臂盘发生碰摩时转子系统的动力学特性进行了进一步分析,数值仿真结果与实验结果一致,对实际工程中转子系统的安全稳定运行具有一定的实际参考价值。

双馈异步发电机定子绕组故障特征量提取方法研究

双馈异步发电机定子绕组发生不对称故障时,会在转子电流信号中引发一定的谐波分量。由于早期故障引起的故障特征信号十分微弱,如何准确提取故障特征量已经成为一个很重要的课题。本文在动模实验室进行了双馈机定子绕组故障模拟实验,获取了正常及定子绕组不对称故障情况下的转子电流信号,然后采用傅里叶变换、小波变换、希尔伯特-黄变换(HHT)三种方法提取其故障特征量,进行灵敏度与可靠性的比较。通过对比可知,希尔伯特-黄变换提取出的故障特征量比傅里叶变换及小波变换的特征量更加敏感、可靠。

直升机旋翼不平衡复合故障对机体振动的影响

在直升机旋翼不平衡单一故障试验研究的基础上,设计了桨叶后缘调整片不平衡、桨距不平衡和桨叶配重不平衡3种故障同时发生的复合故障试验,采用最大熵法估计了所采集的台体振动信号的功率谱。仿真测试表明,采用最大熵法进行功率谱估计,当与其等价的自回归模型阶数为100时,功率谱估计能充分反映台体振动信号的特征。利用正交设计方法进行复合故障试验设计并进行了风洞试验,选用L9(34)正交表,选取10m/s风速下的横向振动1Ω分量所对应的功率谱作为分析对象。分析结果表明,上述3种不平衡故障之间存在交互作用,其中桨距不平衡故障对机体振动水平的影响最为显著。

基于全谱分析的转子裂纹-碰摩复合故障特征实验研究

在转子实验台上模拟了不同转速下的碰摩故障、裂纹故障及相应的裂纹-碰摩复合故障,并采用全谱分析方法对其故障特征进行了分析。结果表明:相对于传统傅里叶频谱分析,全谱分析方法能准确识别3类故障,利用全谱图中-2 X、-3 X和-4 X倍频分量表征了碰摩-裂纹复合故障的耦合特性,为转子复合故障诊断提供了参考。

重型燃气轮机转子启动过程热弯曲故障实验研究

重型燃气轮机频繁启停过程易发生热弯曲故障,严重的会影响机组及人员安全。本文模化了某型实际重型燃气轮机转子,搭建了拉杆转子热弯曲故障实验台,利用电涡流位移传感器采集了转子3500 r/min下不同运行时间的振动数据,给出了转子热弯曲故障振动规律,实验结果表明:转子一、二阶临界转速分别为1070 r/min和3180 r/min,转子存在热弯曲故障时,转子振动随着运行时间逐渐下降,对重型燃气轮机机组实际运行过程热弯曲故障的诊断和监测有一定参考价值。

转子叶片与机匣碰摩研究进展与展望

针对转子叶片与机匣碰摩故障,国内外学者对碰摩力模型、碰摩故障机理、数值仿真分析、试验检验验证和碰摩故障识别诊断等进行了大量研究。在对转子叶片与机匣碰摩动力学特性的研究现状进行梳理分析的基础上,根据碰摩力模型性质的不同,将现有碰摩力模型分为两大类、5种模型,综述了各模型的特点,指出了各模型的适用范围及其优缺点,分析总结了转子叶片与机匣碰摩试验的进展,并指出了未来在模型建立与试验探究方面有待进一步研究的发展方向。

基于变流器网侧电流的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的故障模型,通过仿真分析出变流器网侧电流的故障特征频率;然后搭建双馈风力发电机的故障实验平台,并对不同运行状态和不同故障程度下的录波数据进行频谱分析,由此验证转子绕组故障时变流器网侧电流的特征频率,且当故障严重程度加剧时,故障特征频率的幅值会增大。