供电电压闪变对异步电动机转子故障在线检测的影响及应对

供电电压闪变可能对异步电动机转子故障在线检测产生不利影响,导致基于定子电流信号分析(motor current signature analysis,MCSA)的转子故障在线检测方法失效。通过理论分析,揭示供电电压闪变恶化转子故障在线检测性能的机制。提出免于供电电压闪变影响的异步电动机转子故障在线检测方法,首先,根据转子故障主特征频率分量预判转子健康或故障;继而,根据转子故障独有的辅助特征频率分量进一步确认转子健康或故障。仿真与实验结果证明了该方法的有效性。

基于Kriging代理模型的无刷双馈发电机转子优化设计

无刷双馈发电机由于其自身没有电刷、滑环等结构特点,因此被认为是最有希望成为风力发电系统的主流发电机之一。无刷双馈发电机是依靠转子的磁场调制机理实现机电能量转换,其转子的耦合能力是影响电机性能的重要因素。因此本文提出了一种串联笼条辅助磁障转子的新型转子结构,分析了该种转子不同结构参数对电机性能的影响,并提出一种基于Kriging代理模型的多目标差分进化算法的无刷双馈发电机转子优化设计方法。首先建立该种新型转子的参数化模型,通过Kriging代理模型建立优化变量与优化目标之间的响应关系,再利用多目标差分进化算法找到最优的变量组合,最后通过有限元仿真对电机的性能进行分析。

基于Attention-CNN的振动信号电机转子断条识别

针对基于振动信号的转子断条诊断技术依赖于人工特征选择,泛化能力差,以及常规卷积神经网络(Convolution neural network,CNN)模型在对时序信号自动特征提取时忽略序列信息的问题,利用Attention机制对局部特征在整体表达时的度量能力,提出了一种Attention-CNN网络模型。首先通过Attention在原始信号上分配注意力,其次结合CNN进行特征提取构建网络,然后利用粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)进行网络超参数寻优,训练转子断条识别模型,最后从整体和局部两个方面进行模型评价。试验结果表明,所提出的识别模型能够达到传统诊断水平,且泛化能力高于现有方法,更适用于通过振动信号进行电机转子断条识别。

基于小波包能量分析和信号融合的异步电机转子故障诊断

为提高异步电机转子故障诊断的可靠性,文中介绍了一种基于小波包能量分析和信号融合的异步电机转子故障诊断方法。采用定子电流信号和振动信号的频谱特征融合作为转子断条以及气隙偏心故障的诊断依据,首先对信号进行小波包分解,获得不同小波包频带节点下对应的能量分布,并与正常电机信号进行比较,进而对能量异常的信号频段进行小波包节点重构,最后通过快速傅里叶变换识别故障特征频率,诊断电机故障是否发生。通过仿真分析,验证了该方法的有效性和实用性,对于电机运行状态的准确监测具有重要意义。

融合TKEO和Goerztel算法的感应电机转子断条故障诊断

针对电机电流信号特征分析进行转子断条故障诊断时,在低负载工况或早期,转子断条故障存在故障特征微弱以及难以分离等问题,同时需借助速度传感器获取转速信息,增加了硬件成本,该文提出了融合Teager-Kaiser能量算子(TKEO)和Goertzel算法的感应电机转子断条故障诊断方法。首先,采用Teager-Kaiser能量算子对定子电流进行解调处理,将基频分量转化为直流分量并去除,实现边带故障特征分量到转子断条故障特征分量以及固有偏心谐波分量到转子速度谐波分量的转变,抑制基频频谱泄露对故障诊断和转速估计造成的干扰;其次,利用Goertzel算法对归一化解调信号进行频谱分析,完成转子断条故障特征分量和转子速度谐波分量的快速提取,进而实现不同负载和不同严重程度工况下转子断条的故障诊断。此外,与归一化频域能量算子进行比较,分析其计算效率和稳定性。实验结果表明,所提方法在不同负载和不同严重程度工况下均能够有效地识别转子断条故障特征分量,并且计算量少、可靠性高、实时性强以及硬件成本低。

鼠笼式电机转子钎焊模卡导条拉脱原因分析及解决措施

某型机车牵引电机鼠笼式转子端环与导条模卡钎焊外观检查合格后进行拉伸试验,部分端环-导条钎焊接头的导条从焊缝位置拉脱,不能满足抗拉强度要求。为解决该问题,通过渗透探伤和宏观检测发现端环内侧与导条的钎缝界面存在微裂纹、钎料填充不致密和分层等缺欠。端环-导条结构设计不合理以及钎焊高温持续时间不足是导致拉脱问题的主要因素。针对这两个因素提出了改进方案:端环槽深由6 mm改为4 mm、增加端环槽内侧45°倒角,冬季钎焊时450℃保温时间延长为90 s。改进后经拉伸试验验证,成功解决了导条拉脱的问题,保障了产品质量。

屏蔽电泵铜条转子焊缝的X射线检测应用

以屏蔽泵铜条转子为研究对象,针对其非常规零件属性,探索可行的焊缝质量射线检测方法,提高缺陷检出率;指导产品焊接工艺改进并提升产品质量,供从业人员参考。

一起火电厂循环水泵电动机电流波动案例分析

高压异步电动机常见的故障有转子断条裂纹及偏心,故障时定子电流表现出持续波动的特征。本文对某600MW级火电厂2B循环水泵电动机电流进行时域及频域计算与分析,确认电动机转子存在断条裂纹缺陷,并利用广义解调法对电动机电流特征分析(MCSA)结果进行验证;利用转子存在缺陷或故障时定子电流波动的特征,建立基于分布式控制系统(DCS)运行数据的异步电动机电流波动预警算法,并利用该故障电动机的历史电流数据进行验证,结果表明电动机转子断条的持续劣化能够有效地触发预警。

某1000 MW机组发电机阻尼条蹿动致转子振动异常案例分析及处理

详细介绍了某台1 000 MW汽轮发电机在检修后并网运行时转子振动幅值随负荷的升高而异常增大的分析和处理全过程。通过机组运行数据、变工况测试、转子匝间绝缘诊断和抽转子检修等分析转子振动异常的原因,同时结合机组检修,对转子阻尼条通风孔进行偏划扩孔。结果表明:转子阻尼条蹿动导致部分通风孔严重堵塞引起转子在高负荷工况下严重的热不平衡,进而造成转子振动异常,通过采用偏划扩孔方案彻底解决了阻尼条蹿动对异常转子振动的影响。

鼠笼异步电机多故障智能诊断基本研究

围绕鼠笼式异步电动机的结构、工作原理及其多故障智能诊断技术进行了深入研究。介绍了鼠笼电机的构造和基本工作原理,包括其定子和转子的主要组成部分,以及电机的起动和运行机制。分析了鼠笼电机可能出现的机械和电气性质故障,如转子断条和轴承故障,并推导了相应的故障特征频率分量,阐述了其在故障诊断中的作用。指出了鼠笼电机故障诊断的难点和现有技术的局限性,并提出了基于参数测定和机器学习技术的智能诊断方法。强调了智能故障诊断技术在保障工业生产连续性和安全性方面的重要性,并展望了未来的研究方向和技术发展。

异步电动机的转子断条问题研究

讨论了异步电动机转子断条故障的特征机理,介绍了通过定子电流监测进行故障诊断的方法。概述了鼠笼式异步电动机转子断条故障可能由机械应力、过载电流和设计缺陷等因素引起,并强调了这种故障对电机性能的负面影响,包括转速异常、噪声增大和潜在的安全风险。提出了通过监测气隙磁场变化和定子电流频谱分析来诊断故障的方法。在正常情况下,电机磁动势平衡对称,而转子断条破坏了这种对称性,导致转矩波动和平均转矩下降。通过对定子电流进行频谱分析,检测到特定的谐波分量。提出结论,尽管传统理论侧重于基波的影响,实际上其他定子电流成分也参与了谐波的生成,并且可以通过监测特定频率的谐波分量来判断转子是否存在断条故障。

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。

基于ESPRIT-PSA与LightGBM算法的感应电动机转子断条数目诊断新方法

提出一种基于旋转不变信号参数估计技术ESPRIT(Estimation of signal parameters via rotational invariance technique)、模式搜索算法PSA(Pattern search algorithm)与轻型梯度提升机LightGBM(Light gradient boosting machine)结合的感应电动机转子断条数目诊断新方法。模拟了转子断条故障下的瞬时无功功率信号并用其衡量ESPRIT-PSA的性能。结果表明:ESPRIT-PSA只需短时数据就能准确测量瞬时无功功率信号中的转子断条故障特征分量。随后,为解决现有的电机瞬时无功功率信号分析MIRPSA(Motor instantaneous reactive power signal analysis)类方法无法准确诊断转子断条数目的问题,引入LightGBM对转子断条故障进行多分类以准确诊断转子断条数目。最后针对一台异步电动机进行转子断条诊断实验,结果表明:该方法是有效的,并且因将瞬时无功功率作为分析信号而适用于电机低转差率的情况。

高速列车牵引电机转子断条和速度传感器联合诊断方法

为提升高速列车牵引系统的稳定性和可靠性,针对其牵引电机提出一种基于未知输入观测器的转子断条和速度传感器故障联合诊断方法.首先,通过非奇异坐标变换,将牵引电机系统解耦为两个分别只包含转子断条故障和速度传感器故障的子系统,实现转子断条故障与速度传感器故障的解耦,并进一步利用一阶低通滤波器将含速度传感器故障的子系统转化为增广系统.其次,对含转子断条故障的子系统和速度传感器故障增广系统分别设计未知输入区间观测器和未知输入滑模观测器.在此基础上,采用未知输入区间观测器上界和下界构建转子断条故障诊断的检测变量和自适应阈值,利用未知输入滑模观测器的等效输出控制原理实现速度传感器故障估计.最后,通过仿真和TDCS-FIB平台实验验证了所提方法的有效性和鲁棒性.

三相鼠笼异步电机转子断条故障检测

针对转子断条故障信号易被基波淹没,故障特征不易提取及容易误判等问题,提出在空载低压运行状态下通过基于奇异值增长率的SVD-Prony算法检测转子断条故障。在研究转子断条故障特征及转子槽谐波测速机理的基础上,给出了整数倍转子槽数的理论计算公式及转子断条故障信号频率与转子槽谐波频率的关系表达式,并通过转子槽谐波频率验证转子断条故障信号的正确性,以此提高转子断条故障检测的有效性。通过仿真,验证了所提方法的有效性和实用性,对电机转子断条故障检测研究具有重要意义。

基于故障特征分析的笼型电机转子断条故障诊断方法综述

笼型电机在运行过程中,电气、机械、热、磁和环境应力均可能导致其出现故障。开发一种可靠且高效的笼型电机故障诊断技术逐渐成为一项重要的研究课题。转子断条故障是笼型电机关键故障之一,会影响笼型电机的正常工作,需要对转子断条进行监测,及时发现潜在故障并预警。针对该问题,从电流信号、电压信号、振动信号和声信号这几方面进行分析,对现有的转子断条故障诊断技术进行梳理、归纳,并将各类方法的优势和局限性进行对比分析,总结了笼型电机转子断条故障诊断技术存在的主要问题,并对未来发展趋势进行了展望,旨在给该领域研究人员提供研究思路。

电机转子钎焊用高温钎料和钎剂的国产化应用研究

为了国产化某型机车牵引电机鼠笼式转子端环和导条钎焊用高温钎料和钎剂,使用综合热分析仪分析了进口钎料和国产钎料的熔化区间,使用高温润湿炉分析了不同钎剂的流铺性和钎料的润湿性,然后进行了电机转子端环和导条中频感应钎焊试验验证,并进行了钎焊接头的拉伸性能测试。最终确定采用国产钎料BAg30CuZn替代进口钎料BAg-20,用国产钎剂QJ109替代进口钎剂FB3-G,可以满足工艺和设计要求,实现了国产化。

升船机驱动电机匝间短路与断条故障诊断

为保证升船机的可靠运行,降低由电机故障引起升船机系统性瘫痪的风险,文章对驱动电机匝间短路与转子断条故障进行仿真分析并提出诊断方法。首先根据驱动电机相关参数对驱动电机进行设计,采用Maxwell RMxprt对电机进行参数化建模,并生成Maxwell 2D模型,验证模型的正确性与合理性。然后分析匝间短路与转子断条故障的产生机理,设计故障电机模型,对正常与故障电机模型进行仿真,对比分析电机在正常与故障状态下各参数的变化。最后采用Park变换及SVM分别对驱动电机匝间短路和转子断条进行诊断。结果表明所设计的诊断方案具有准确性与可靠性。

异步电动机转子断条失效诊断研究与发展概况

介绍了异步电动机转子断条故障下对电机性能的影响分析,以及当前主流故障分析原理和实现途径,最终为转子断条故障诊断提供了指南,为大中型异步电动机稳定运行和维护提供了重要参考。

某82MW空冷汽轮发电机转子槽底垫条移位故障原因分析及处理

我国汽轮发电机制造经过近30年发展,虽然制造质量及运维水平有相当程度的提升,但一些新的情况逐渐凸显,如火电机组频繁调峰运行、老旧机组接近服役时间。受上述两项为代表的因素的影响,越来越多的发电机隐蔽性缺陷逐渐显现出来,且有增多趋势,因此有必要进一步收集信息,梳理问题,以提高发电机设备的可靠性。研究了一起频繁调峰运行机组的82 MW空冷汽轮发电机转子槽底垫条多处移位故障,结合现场故障检查及返厂检查情况进行了原因分析。处理故障时,为限制槽底垫条移位,在转子每槽底匝导线出槽口位置焊接铜挡块,以阻挡槽底垫条及槽衬在槽内窜动,为发电机安全运行提供保障。