基于變頻調(diào)速的異步電機轉子斷條故障診斷.pdf

1、異步電機以其結構簡單，價格低廉被應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領域。當異步電機發(fā)生故障之時不僅損害電機本體，而且有可能引發(fā)重大生產(chǎn)安全事故。為保證電機及其所驅(qū)動負載的安全運行，就需要對電機狀態(tài)進行監(jiān)測做出早期的故障診斷。尤其隨著“節(jié)能減排”政策的大力提倡與實行，基于變頻調(diào)速的異步電機系統(tǒng)被廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)領域。
　　 電機轉子斷條是異步電機的常見故障之一，目前的研究主要集中于工頻電源供電下的異步電機轉子斷條故障診斷的研究，而針對變頻

2、器供電的異步電機轉子斷條故障診斷的研究還很少。所以本文將對變頻調(diào)速系統(tǒng)中的異步電機，即異步電機在變頻器供電情況下轉子斷條故障進行診斷研究。
　　 本文將從異步電機在工頻電源供電情況下發(fā)生轉子斷條故障入手，分析其故障特征和相應的故障診斷方法。然后探討將轉子斷條的常規(guī)檢測方法定子電流頻譜分析的方法（簡稱MCSA）應用于變頻調(diào)速系統(tǒng)的可行性。即是否異步電機在變頻器供電情況下發(fā)生斷條時也存在頻率為（1±2s）f1的分量，并且通過判斷頻譜

3、中是否存在頻率為（1±2s）f1的故障特征分量來檢測變頻調(diào)速系統(tǒng)的異步電機轉子斷條故障。
　　 MCSA 故障檢測方法應用于變頻調(diào)速的異步電機轉子斷條故障的檢測之中，將針對頻率為（1±2s）f1的故障特征分量容易被變頻器供電頻率分量所淹沒及變頻器輸出波形含有高次諧波分量，不易做出故障診斷的問題。分別提出基于數(shù)字低通濾波、自適應濾波與細化的快速傅里葉變換結合的轉子斷條故障診斷方法和基于數(shù)字低通濾波、希爾伯特變換與細化的快速傅里葉變

4、換（簡稱ZFFT 或ZOOM-FFT）結合的轉子斷條故障診斷方法。為驗證方法的可行性，分別進行仿真與實物的實驗驗證。仿真通過MATLAB/Simulink 建立恒壓頻比變頻調(diào)速系統(tǒng)的異步電機轉子故障仿真模型進行仿真驗證。實驗室則搭建了電機故障模擬平臺，信號采集系統(tǒng)平臺分別進行故障模擬與信號采集工作，對所提兩種方法進行實驗驗證。經(jīng)過仿真和實驗驗證，兩種方法對特征頻率和故障特征分量的提取，達到預期效果?？梢詫⑦@兩種方法應用于基于變頻調(diào)速的異