电机设备的现代故障诊断方法研究.pdfVIP

2014 1 建筑电气 建筑工程技术与设计 834 年 2 月上 · · 电机设备的现代故障诊断方法研究 杨琼来 （岳阳纸业股份有限公司 湖南岳阳 414002） 【摘要】机械化是现代社会的主要特征之一，而且随着社会的 转子和轴承故障的检测效果显著。小波变换法相比后者而言，应 不断发展，电机设备在各行各业均有程度不一的运用，对社会发 用效果更胜一筹，在实际使用过程中往往取得良好的效果，不仅 展起到巨大促进作用。然而，电机设备在运行过程中因各种因素 节省了检测的时间更提升了效率。原因在于小波变换法不仅是时 的影响，不可避免的存在诸多故障隐患，如不及时发现和加以处 间尺度上的分析而且是时间与频率上的分析，多分辨率是其重要 理即有可能引发事故。本文就此进行分析，并重点介绍当前电机 优势之一，通过利用小波变换的极值点或过零点并在多尺度的检 设备故障分析的诊断方法。 测与分析故障信号的突变点，进而确定故障类型。同时，小波变 【关键词】电机设备 ；故障类型 ；故障诊断 换法不受负载的制约，因此其检测的可靠性程度更高，效果更佳。 例如，对于转子断条故障诊断中，由于电动机发生转子断条故障时， 一、电机常见故障类型 其故障特征分量的频率值与主频率值非常接近，其幅值相对于主 ( 一) 定子铁心故障 频分量的幅值又很小，因此应用小波分析实现转子断条特征分量 其一，定子铁心短路。如电机使用过程中存在装配不规范， 的提取，就必须保证极高的频率分辨率，这与海森伯格测不准原 转轴出现弯曲、轴承出席那磨损、单边磁拉力等现象时，就有可 理是相悖的。小波包分析将频带进行多层次划分，对多分辨率分 能导致定子运行的不正常，致使定子与转子相互摩擦，进而摩去 析没有细分的高频部分进一步分解，并能够根据被分析信号的特 定子铁心部件的齿顶上绝缘层，在高强度的运转中导致局部发热 征，自适应地选择相应频带，使之与信号频谱相匹配，从而提高 亦有可能影响到定子绕组。如果未及时发现异常，局部高温因绝 了时频分辨率. 所以，小波包分析更适于转子断条故障特征频率 缘体的消失而丧失热分解能力，此时往往出现空载电流加大，振 的提取。应用小波包分析转子断条故障首先要先进行小波包基的 动和噪声增大，应及时停止运行并进行检修；其二，定子铁心松动。 选择，本文运用Coifs 小波基作为小波包分析的小波包基。有的计 往往是由于制造时铁心压装不紧，或定子铁心紧固件松脱或失效 算中采用Sym2 小波包基对信号进行分析，但是Syrn2 是近似对 时发生，其主要特征是电磁噪声增加，尤其是在启动环节其电磁 称的小波函数，对称性不是很好。而转子断条时的定子电流特征 噪声更加明显。此外，铁心出现松动的另一个明显特征就是振动 信号(1 士2s)f 是对称的，这样，采用Sym2 作为小波包基对信号 较大，其造成危害有两方面，其一是引起的噪声令人难以忍受， 进行小波包分解不是最合适的方法。而CoifN 系列小波的小波函 其二是随着时间延长会缩短设备的使用寿命。 数 φ(t) 的}N 阶矩为零，尺度函数 φ(t) 的2N-1 阶矩为零，CoifN ( 二) 转子本体的故障 的 φ(t) 和 φ(t) 具有比Sym2 更好的对称性。图3 是Sym2 的分解 转子是电动机出机械功率中不可或缺的重要部件之一，在运 低通滤波器，图4 是Sym2 的分解高通滤波器，分别对应sym2 的 转过程中需要承受离心力、热应力、电磁力等各类复杂的压力， 尺度函数和小波函数。 在高强度的工作之下，管理与维护不慎极容易引发故障。转子上 零件的脱落和松动造成转子失衡，转子偏心产生部队称磁拉力， 转轴弯曲，等等原因，都