感應(yīng)電機(jī)的軸承故障模擬與特征分析.pdf

1、感應(yīng)電機(jī)廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)生產(chǎn)、船舶等領(lǐng)域，其正常運(yùn)行的意義重大。軸承故障是感應(yīng)電機(jī)故障類型中發(fā)生概率最大的類型，所以本文針對感應(yīng)電機(jī)的軸承故障進(jìn)行研究。目前較為主流的軸承故障檢測方法是定子電流特征分析法，但是由于來自電網(wǎng)的背景色噪聲大、定子電流存在較強(qiáng)諧波、故障特征頻率微弱等因素，因此本文對軸承故障進(jìn)行模擬，放大故障特征，以便能更加準(zhǔn)確地分析定子電流的特征規(guī)律。
　　本文利用外加轉(zhuǎn)矩振動(dòng)的方式來模擬軸承故障。通過設(shè)定功率開關(guān)管

2、的開通與關(guān)斷頻率，以一定的頻率改變直流發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流與轉(zhuǎn)矩。根據(jù)所用電機(jī)的參數(shù)、軸承故障特征以及系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):選用STC12C5A60S2單片機(jī)以及AD9850等芯片完成了開關(guān)管觸發(fā)信號的產(chǎn)生、控制;通過人機(jī)交互界面設(shè)置和顯示觸發(fā)信號的頻率、占空比、相位、幅值;設(shè)置了隔離、驅(qū)動(dòng)電路保證控制電路不受主電路影響，并驅(qū)動(dòng)開關(guān)管。最后設(shè)計(jì)了緩沖電路保護(hù)開關(guān)管。
　　使用了電流傳感器、振動(dòng)傳感器測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);通過NIPXIe-635

3、6數(shù)據(jù)采集卡以及在LabVIEW軟件中設(shè)計(jì)的信號采集和輸出程序，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集;最終在MATLAB中對數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)、頻分析。
　　本文完成了軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與搭建，并進(jìn)行軸承單點(diǎn)故障的模擬實(shí)驗(yàn)。通過設(shè)置不同轉(zhuǎn)矩振動(dòng)頻率，分析定子電流信號，驗(yàn)證了軸承故障引起的轉(zhuǎn)矩振動(dòng)與定子電流間存在相位調(diào)制關(guān)系，并總結(jié)出了故障特征頻率的幅值與調(diào)制指數(shù)的關(guān)系。此外，還可以通過改變開關(guān)管觸發(fā)信號的占空比、幅值來模擬單點(diǎn)故障的寬度、深度變化，