电机故障诊断方法探究.doc

本科课程设计报告 PAGE 13 PAGE 16 课 程 设 计 报 告 学 院： 自动化学院 专业名称： 电气工程及其自动化 学生姓名： 邬岑颖 指导教师： 付朝阳 时 间： 2014.9.1——2014.9.14 课程设计任务书 题目：电机故障诊断方法研究概述 对电机故障诊断方法进行研究，包括国内外的主要研究现状，主要研究方法等。要求不少于10篇国外期刊文献（中国电机工程学报、电工技术学报等同于国外期刊） 一、设计内容 1、了解电机故障的原理 2、搜集相关方向期刊文献，进行挑选并阅读 3、总结所读论文，完成概述论文 二、进度要求 1、了解设计内容 2天 2、挑选论文 1天 3、阅读论文 4天 4、进行仿真 2天 5、结果分析 2天 6、撰写设计报告 2天 7、汇报 1天 学 生 指导教师 TOC \o 1-3 \h \u 目 录 2735 摘 要 3 7708 引言 4 4740 1 故障检测与诊断简介 4 12851 2 电机故障诊断研究概况以及发展方向 5 415 3 电机故障的分类以及其诊断方法 6 22624 4 典型电机定子绕组故障的诊断方法的分析 8 21442 5 基于MATLAB的电机转子断条故障仿真 9 13983 6 结论 15 21293 7. 参考文献 15 8578 8 课程设计心得 16 12347 9 致谢 16 摘 要 电机作为一种重要的动力源，广泛应用于工业、生活等各个领域，其故障的检测和诊断是应用过程中值得关注的问题。电机的结构和运行特性，导致了其发生故障后不能被直观地检测和诊断，只能对运行电机进行参数监测，再对参数进行处理、分析，从而判断故障类型，找到解决办法。 本文从常见的三种电机故障，即定子绕组故障，转子绕组故障和轴承故障入手，阅读了国内外多篇相关文献，概括介绍了众多学者的研究成果，并对应用广泛的小波分析法进行了初步地探究。 小波分析法是通过连续小波变换将电流信号中的各特征频率分量转换到时频分布空间，对该时频空间进行奇异值分解，将各特征频率分量分解到不同的正交特征子空间中，对特征子空间的选择重构可以有效地滤除电源频率分量而提取出转子故障特征分量，从而进行故障诊断的方法[1]。本文运用MATLAB软件对电机运行进行仿真，并尝试用小波分析法进行故障诊断和检测，仿真结果证明了小波分析法应用于电机故障诊断的正确性。 关键词：电机故障概述；信号分析；MATLAB仿真 电机故障诊断方法研究 引言 电机是各种用电器及机械的动力源，是现代社会生产中应用最广泛的一种动力设备，随着工业技术的进步，电机也随之飞快的发展。然而，电机故障却是实时存在的，如何准确、快速地找到电机故障所在，尤其是能够随着电机运行，进行故障诊断，是当今电机学领域研究的一个热点。 多年来，国内外众多学者对电机故障及其诊断进行了大量研究，主要发现了定子绕组故障，转子绕组故障以及轴承故障等三大类故障，并找到了多种解决办法，如针对定子绕组故障的时域分析法、电流的负序分量法、负序阻抗法、瞬时功率分解法、坐标变换法和负序分量融合方法等；针对转子绕组故障的失电残余电压诊断法、经验模态分解和支持向量机法、Hilbert模量频谱分析法和瞬时功率信号频谱分析法等；针对轴承部分的经验模态分解和超球多类支持向量机法、时变参数自回归模型和支持向量机法以及信号共振稀疏分解与能量算子解调法等。此外，还有适用于多种故障诊断的逻辑诊断方法和小波分析法。 笔者阅读了国内外多篇重要文献，对上述多种电机故障诊断方法进行概述，并使用小波分析法对转子断条故障进行仿真，证明了这一方法应用于电机故障诊断的正确性。 1 故障检测与诊断简介 设备诊断技术是根据设备运行时产生的各种信息，在设备运行时或基本不拆卸的情况下，通过对运行时的各种状态参数进行分析，进行故障诊断，并对未来故障进行预测的技术。这项技术分为以数学模型为基础和以观测数据为基础两类，发展至今已经经历了三个阶段： 第一阶段：诊断结果多取决于专家的感官和经验，对诊断信息只做简单的数据处理； 第二阶段：以信号处理和建模处理为基础，以传感器技术以及动态测试技术为手段的现代化诊断技术，在工程中得到广泛应用； 第三阶段：随着计算机人工智能的发展，诊断技术进入以知识处理为核心，信号处理、建模处理、知识处理相融合的智能诊断技术阶段[2]。 2 电机故障诊断研究概况以及发展方向 2.1研究概况 电机故障诊断是电气领域的一个重要的研究课题，主要涉及的知识领域有：电机理论、电磁测量、信号处理、计算机技术、热力学、绝缘技术和人工智能等。早在二十世纪初，各国科学家