基于Hilbert变换的异步电机转子故障诊断方法研究

摘要

本文首先研究分析电机转子断条、偏心故障诊断现有常用方法存在的问题，然后结合异步电机的结构原理对转子断条、偏心的故障机理从电磁学的角度进行了分析，得出异步电机转子出现以上两类故障时，反映在定子电流中相应的故障特征。为采用电流信号分析法检测上述故障提供了理论依据。
　　再次针对异步电机定子电流信号频谱分析法对转子故障诊断时，转子断条和偏心故障特征分量容易受到基波分量的影响，难以准确诊断故障的情况，因此对传统的瞬时功率信号频谱分析法进行改进。利用Hilbert变换对定子电压、电流进行数学变换，在此基础上得到改进的瞬时功率，然后对改进后的瞬时功率信号进行频谱分析。通过搭建异步电机故障检测实验平台进行了初步模拟实验，实验结果表明，该方法不仅消除了基波分量对故障特征分量的影响，而且还使频谱曲线更加清晰、简洁，突显了故障特征信息，弱化了非故障特征分量，为提高异步电机转子断条和偏心故障诊断的准确性奠定了基础。同时也为异步电机转子故障诊断系统的研发奠定了基础。
　　最后，设计了基于 stm32和 LabVIEW的异步电机转子故障诊断系统，为改进瞬时功率法的在实际工程中的应用奠定了基础。

目录

声明

致谢

1 引言

1.1课题的研究背景及意义

1.2故障诊断技术发展现状

1.3异步电机常用故障诊断方法及存在的问题

1.4本文的主要研究工作

2 鼠笼式异步电机故障特征机理分析

2.1 概述

2.2 转子故障信号来源选择

2.3 转子断条故障特征机理分析

2.4 转子偏心故障特征机理分析

2.5 本章小结

3 基于Hilbert变换的故障诊断算法研究

3.1 信号处理理论基础

3.2 Park矢量模平方函数法

3.3 Hilbert模量频谱分析法

3.4 瞬时功率信号法

3.5 改进的瞬时功率法

3.6 仿真试验验证

3.7 本章小结

4 转子故障诊断系统硬件结构设计

4.1微处理器的选择

4.2系统总体方案设计

4.3系统硬件设计

4.4本章小结

5系统软件设计

5.1 STM32软件开发环境

5.2 STM32程序流程

5.3 LabVIEW软件平台

5.4 系统登陆模块设计

5.5 故障诊断模块设计

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者简历

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