基于fpga的电机轴承故障电流特征研究

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1、分类号：密级１０１５１ＵＤＣ单位代码：＃大是涂事乂拿全日制应用型硕±研究生学位论文基于ＦＰＧＡ的电机轴承故障电流特征硏究马杨指导教师邱赤东申请学位类别工程硕±工程领域电气工程学位授予单位大连海事大学２０巧年６月分类号密级ＵＤＣ１０１５１单位代码大连海事大学工程硕±学位论文基于ＦＰＧＡ的电机轴承故障电流特征研究（应用研究）马杨指导教师邱赤东职称教授学位授予单位大连海事大学申

2、请学位类别工程硕±工程领域电气工程论文完成日期２０１５年５月答辩日期２０１５年６月答辩委员会主席妹朱啼Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ化ｅＣｕｒｒｅｎｔＦｅａｔｕｒｅｓ化ｒＭｏ化ｒＢｅａｒｉｎＦａｕｌｔｓｇＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥ

3、ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＭａＹａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒｉｕＣｈｉｄｏｎｐＱｇＭａ２０１５ｙ大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果，＂＂撰写成硕±学位论义基于ＦＰＧＡ的由化轴承故障电流榜征研巧。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包

4、含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名；诉学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，目Ｐ；大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±

5、学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据庙中，并１＾１电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂／不保密口（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：／弓寺赛导师签名；日期：义０／丈年之月之日／中文摘要摘要感应电动机结构简单、应用领域广泛，其持续、稳定、可靠地运行对安全生产化及人身安全意义重大一。旦电机发生故障，不仅损坏

6、电机本身，还可能造成系统的雍疾一。轴承故障是电机的种最主要的故障类型，通过研究轴承故障的作，进而评估电机的运行状态用化理及电流特征，发现和诊断出故障，对确保设备安全高效地运行有非常重要的作用。本文基于ＢｌＭｔ提出的转矩波动模型，采用了在感应电机的ＰＷＭ驱动信号中注入中频正弦信号，与轴承故障振动频率调制，进而在中频段产生新的故障将征频率的方法，使故障特征避开低频高噪声背景，从而提高故障特征的可识别性。同时从理论上推导了注入中频正弦信号对逆变后电压谐波的影响，给出了注入中频正弦信号后

7、的轴承故障振动频率在定子电流中的特征频率表现形式，分析了注入中频信号后影响电流特征频率识别的因素。设计了基于ＦＰＧＡ的中频注入驱动系统的硬件及软件，实现了在低频ＰＷＭ脉冲序列波驱动信号中注入中频正弦信号的功能，提供了与理论推导相符合的实验环境。由于轴承故障所导致的转矩波动幅值较小，反映到电流中的持征频率幅值更小，不利于研究及总结调制后的电流特征，因此利用轴承故障模拟平台，搭建了中频注入后轴承故障的电流特征实验研究平台。实验研究结果表明本文所推导的中频注入后的电流特征表达式是准确的

8、，同时还验证了中频注入法在轴承故障检测与识别方面的有效性。关键词：电机ｉ轴承故障ｉ特征频率；中频注入英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅＩｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｈａｓｓｉｍｐｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｓａｎｄｉｔｓｓｕｓｔａｉｎｅｄｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｏｅｒａｔｉｏｎａ