磁悬浮转子状态监测与故障诊断

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1、中文摘要磁力轴承是集机械、电子、计算机、控制、传感于一体的高性能复杂机电系统。近年来，磁力轴承虽然已经开始在许多工业场合下使用，但由于其工作时转子高速旋转，转子的可靠性、安全性、稳定性阻碍了其在工业上的进一步应用。为了解决这些问题，开展对磁悬浮转子进行状态监测与故障诊断研究工作以确保磁力轴承正常运行已经迫在眉睫。本文对磁悬浮转子状态监测与故障诊断做了研究与试验，主要工作如下：首先，对磁悬浮转子状态监测与故障诊断的国内外研究现状进行了总结，指出研究磁悬浮转子状态监测与故障诊断的必要性。在此基础上，对磁力轴承的故障来源进行了详细分类，并对每类可能产生的转

2、子故障进行了分析与说明。其次，指出了对磁悬浮转子进行状态监测与故障诊断的方法，应用该方法分析了转子的工作状态并对其进行了诊断。基于本课题已有的硬件设施，搭建了磁悬浮转子状态监测与故障诊断系统，建立了转子状态数据库并对采集信号进行了合理的分类，指出了基于时间的数据稀化存储方案，在此基础上，对磁悬浮转子状态监测与故障诊断系统的硬件组成和软件功能进行了详细说明。对磁悬浮转子未悬浮及悬浮时的电涡流位移传感器常见故障和转子起浮时的碰撞故障进行了分析。基于本系统，可以有效地对磁悬浮转子进行状态监测与故障分析并结合具体实例进行了说明。最后，在总结全文的基础上，对磁

3、悬浮转子状态监测与故障诊断的研究工作进行了展望。关键词：磁力轴承，转子，状态监测，故障诊断AbstractTheactivemagneticbearing(AMB)iscomplexelectromechanicalsystem．Itinvolveswithelectronic、computer、controlandsensortechnology．Recentlyyears，theAMBhasbeenwidelyusedindustry,however,therotoroftheAMBrotatesquicklyinwork，therotorofr

4、eliability、security、stabilityhinderitsfurtherofapplicationinindustry．Tosolvetheseproblems，thestudyofmonitoringoftherotorandfaultdiagnosisisthemostimportant，inordertoensurethehi曲-performanceoftherotor．Therefore，thisdissertationhasmadegreatresearchesandexperimentsonthemonitoringo

5、ftherotoroftheAMBandfaultdiagnosis．Themainworkisarrangedasfollow：Firstly,thestudyoftherotorofmonitoringandfaultdiagnosisontheAMBathomeandbroadiSsummarizedandpointedoutitsnecessity．Onthebasisoftheresults，thefaultsoftheAMBareclassifiedindetailandeachtypeofthepossiblefaultonAMBare

6、claSsifiedanddescribed．Secondly,putforwardthemethodsoftherotorofmonitoringandfaultdiagnosisonAMB，throughmakinggooduseofthesesmethods，theRotorofAMBCanbeanalyzedanddiagnosedclearly．BaSedonthehardwarefacilitiesofOurteam，thesystemoftherotorofmonitoringandfaultdiagnosisonAMBarebuild

7、edup，andestablishedthedatabaseoftherotorwhichcollectedsignalsthatareclaSsifiedreaSonablyandpointedoutthetime—baSeddatathinningstoragescheme．OnthisbaSis，Thesystemhardwareandsoftwareisdescribedindetail．ThecornrnonfaultsoftheeddycurrentsensorareanalyzedwhentherotoroftheAMBiSsuspen

8、dedornotsuspended．ThecollisionoftherotoroftheAMBisanal