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。

鼠笼式异步电动机转子故障检测方法

基于定子电流的频谱分析方法是异步电动机状态监测与故障诊断的主要途径。总结了异步电动机转子断条和偏心故障时,定子电流中可能出现的故障特征频率成分,通过对同时存在断条和偏心故障的异步电动机的实验结果分析,发现基波周围的断条和偏心特征频率成分尽管容易出现频率重叠,但因其幅值较大,对其进行监测仍是故障诊断最有效的途径;避免误诊的方法是对断条和偏心特征频率成分各自的分布规律进行监测分析,如果同时结合槽谐波及其周围的偏心特征频率成分的监测,将会使结果更准确。

双馈风力发电机定子电流谐波分析

介绍了双馈电机的数学模型,并在此基础上总结了双馈电机定子电流谐波的来源和基本特点;基于对一台30 kW和一台1.5 MW双馈电机的具体试验数据,结合理论分析得到了齿谐波、开关谐波、电网电压引入的谐波等各种电流谐波的频谱特征,总结了定、转子谐波电流之间的关系;根据各种谐波的特点提出了减小定子电流谐波的方法,并将这些方法应用在1.5 MW双馈风力发电样机系统中,给出了满容量发电时的电流谐波试验结果,验证了这些方法的实用性。

基于定子电流的电力推进船舶螺旋桨故障诊断

针对电力推进船舶建立船桨模型,研究螺旋桨和推进电机以及螺旋桨转距和推进电机定子电流之间的关系。通过提取推进电机中定子电流信号以及分析定子电流的频谱,对螺旋桨的故障进行诊断,仿真实验证明了该方法的有效性。

基于虚拟仪器和MCSA技术的电机转子断条故障诊断的研究

本设计利用LabVIEW可视化技术,通过ARM芯片STM32103对霍尔传感器采集的数据进行处理,实现了对电机转子断条故障的诊断,开发利用电流频谱诊断分析技术(MCSA),测试电机负载运行时的电流信号,利用傅里叶快速变换分析电流时域信号转换的频谱,以判断电机运行过程中出现的转子断条故障。

一种基于HHT鼠笼型异步电机转子断条故障信号分析方法

希尔伯特-黄变换是一种新的信号处理方法,具有时频自适应性,可以用于分析各类信号,包括平稳、非平稳信号,线性、非线性信号等。它的核心经验模态分解实际上就是对信号进行平稳化处理,将信号用不同尺度上波动的序列的和来表示,其瞬时频率谱可准确反映信号的物理意义。将希尔伯特-黄变换用于提取鼠笼型异步电机转子断条故障特征信号的处理,可以有效、准确地诊断故障。该方法无需大量数据,能够节省硬件和软件成本。

功率频谱分析在电机故障诊断中的应用

把定子绕组本身当作探测线圈来检测转子的故障,在采样定子电流的同时提取线电压,从而得到电机的功率信号,并进行频谱分析。通过对功率信号进行频谱分析,在线诊断异步电机转子故障。推导笼型电机出现转子断条时,故障特征在功率频谱中的表现形式。该方法只需采样单相电流电压,与同时提取三相电流的扩展PARK矢量方法相比,能降低硬件费用,突出断条故障特征。实验结果验证该方法有效。

感应电动机转子偏心故障诊断方法研究

主要研究了三种感应电机转子偏心故障诊断方法。在基于定子电流频谱法中,指出了应用常规FFT的不足和小波包分析的优势,提出改进的小波包分析结合FFT的信号分析法,并应用MATLAB处理电流信号进行验证。在不平衡磁拉力分析法中,通过理论推导建立径向力波阶次及相关频率的故障特征,并以一台感应电动机为例在ANSYS中仿真分析正常、动偏心、静偏心三种状态下的径向电磁力特性,并对它的空间和时间分布进行傅里叶分解,获得力波阶次和频率分布状况。电机转子偏心故障引起的异常振动主要取决于电机的径向电磁力波,仿真结果为振动信号分析法中提出的特征频率提供理论依据。

一种利用融合相关谱的异步电机故障诊断方法

为提高异步电机故障诊断的可靠性,针对故障特征频谱分量小信号、多成分、难识别的问题,提出一种异步电机融合相关谱故障诊断方法。该方法基于多源信息融合的思想,采用电机定子电流和振动信号的融合相关谱特征作为转子断条及定子匝间短路故障的诊断依据。通过将含有相同故障频率分量的特征信号作融合相关分析,建立不同信号间的相关关系,能够有效抑制单一信号频谱中与故障识别不相关的频谱分量,使得电机故障特征频率分量更加突出,降低故障识别难度。通过仿真分析,揭示了融合相关谱特征频率与电机故障类型的对应关系,实现了转子断条及定子匝间短路故障的快速诊断,并与单一信号频谱分析进行对比,验证了该方法的有效性和实用性,对于异步电机运行状态的准确监测具有重要意义。

电流谱分析技术在电动机故障诊断中的应用

电流谱分析技术是通过提取电动机定子电流频谱中相关故障的特征量,判断异步电动机定子绕组匝间短路、转子条断裂、机械故障、轴承故障等电动机故障,是电动机故障诊断的重要手段之一。笔者通过实例介绍了应用电流频谱分析技术进行电动机转子断条故障的分析与诊断,并对设备进行及时维修,防止了设备突发事故的发生。