异步电动机状态监测与故障诊断技术研究

摘要

按照电机生产企业的要求,需要一种能长时间记录和保存电机运行参数,并能对常见定子故障进行诊断的装置.本文研究的故障记录诊断系统由下位机和上位机两部份构成.下位机部分对电机定子三相电压、电流及零序电流进行连续检测,并将检测值存储在大容量Flash存储器中.此外,下位机还通过读取时钟芯片的时间数据来作为检测数据的时间基准.下位机存储器中的数据可通过RS232串口上传至上位机,并以文件形式进行保存.上位机软件一方面可将上传数据以曲线形式进行显示,以帮助用户直观了解电机的运行状况;另一方面,还可对记录数据进行故障诊断分析,并给出分析结果,包括故障类型,故障部位及故障发生时间等信息.本文对整个装置的硬件及软件设计作了较为详细的叙述.此外,本文对鼠笼式异步电动机比较常见的转子断条、端环断裂故障进行了仿真研究.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1异步电动机状态监测与故障诊断的研究意义

1.2异步电动机状态监测与故障诊断的研究现状及发展方向

1.3本文的主要工作

2系统总体方案与工作原理

2.1系统方案设计及工作原理

2.2异步电动机的主要故障类型

3系统硬件设计

3.1引言

3.2系统硬件设计

3.2.1微控制器选择

3.2.2模拟量测量电路

3.2.3 A/D转换电路

3.2.4实时时钟电路

3.2.5存储电路

3.2.6系统通信模块

3.3硬件系统抗干扰设计

3.2.1去耦电容

3.2.2电源监控

4系统软件设计

4.1软件设计方法

4.2下位机软件设计

4.2.1主微控制器主程序

4.2.2数据采样

4.2.3系统时间设置及读取

4.2.4数据存储

4.2.5串口通信程序

4.2.6单片机软件抗干扰措施

4.3上位机软件设计

4.3.1面向对象的程序开发

4.3.2数据接收及下位机设置

4.3.3数据显示

4.3.4参数设置

4.3.5故障诊断

5鼠笼式异步电动机转子断条故障的仿真研究

5.1引言

5.2鼠笼式感应电机转子断条故障特征分析

5.3鼠笼式感应电机转子断条故障的数值仿真

5.3.1数值仿真的意义

5.3.2数值仿真模型

5.3.3基于多回路法的鼠笼式感应电机的基本方程

5.3.4参数计算

5.3.5转子断条、端环断裂后的多回路状态方程

5.3.6状态方程的数值解法

5.3.7仿真程序的编写

5.3.8仿真结果

5.4故障特征信号的提取方法研究

5.4.1应用FFT存在的一些问题

5.4.2改进方法的研究

5.5仿真结果分析

附录

6结论与展望

6.1主要工作和成果

6.2后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附录A:论文相关专业缩略语

附录B 硕士期间发表论文

附录C 系统部分硬件实物图片

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