三相异步电机转子故障分析与诊断方法研究

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1、分类号学号M201271254学校代码10487密级硕士学位论文三相异步电机转子故障分析与诊断方法研究学位申请人：魏闻达学科专业：电气工程指导教师：邵可然教授陈德智教授答辩日期：2015年5月23日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAnalysisandDiagnosisofThree-phaseInductionMotorRotorFaultsCandidat

2、e:WEIWen-daMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.SHAOKe-ranProf.ChenDe-zhiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体

3、，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文

4、作者签名：指导教师签名：年月日年月日本课题工作得到国家自然科学基金项目(No.51177054)的资助，谨致谢意！华中科技大学硕士学位论文摘要传统的三相异步电机转子故障诊断方法主要是定子电流频谱分析法，这种方法存在着故障分量易被湮没等问题，故有必要联合多种信号对转子故障进行综合诊断。本文选取定子电流、径向力和不平衡磁拉力信号，通过理论分析这些信号在发生转子故障时的频率特征，并通过有限元仿真对多种转子故障进行综合诊断，为实际的转子故障诊断工作提供了一定的理论指导。具体内容如下：（1）对异步电机的转子断条

5、故障进行诊断。提出了通过径向力频谱中的故障特征量来诊断断条故障的方法。对不同断条位置下故障分量的幅值变化规律进行理论分析，发现了故障分量的幅值随着断条位置呈现周期性变化的规律。使用有限元仿真得到断条情况下电机的定子电流和径向力波形，经频谱分析后通过故障特征量对断条故障进行诊断，验证了理论推导的正确性。（2）对异步电机的气隙偏心故障进行诊断。提出了通过不平衡磁拉力频谱中的故障特征量来诊断静态偏心和动态偏心故障的方法。使用有限元仿真得到偏心情况下电机的定子电流、径向力和不平衡磁拉力波形，经频谱分析后通过故

6、障特征量对偏心故障进行诊断，验证了理论推导的正确性。（3）对电机同时发生断条和偏心的混合故障情况进行了研究，提出了通过不平衡磁拉力频谱中的故障特征量来诊断静态偏心和断条混合故障以及动态偏心和断条混合故障的方法，使用有限元仿真得到混合情况下电机的不平衡磁拉力波形，经频谱分析后通过故障特征量对混合故障进行诊断，验证了理论推导的正确性。最后提出一种可以区分多种转子故障的诊断方法。关键词：三相异步电机；转子断条；气隙偏心；频谱分析；故障诊断I华中科技大学硕士学位论文AbstractThetraditional

7、diagnosismethodofrotorfaultsofthree-phaseinductionmotorsisstatorcurrentsspectrumanalysismethod.However,faultcomponentsaresusceptibletobeflooded.Itisnecessarytocombineavarietyofsignalstodiagnoserotorfaults.Inthispaper,statorcurrents,radicalforcesandunbal

8、ancedmagneticforcessignalsareselectedtodiagnoserotorfaults.ByanalyzingfrequencycharacteristicsofthesesignalswhenhavingrotorfaultsanddiagnosingavarietyofrotorfaultsviaFiniteElementMethod(FEM),wecanprovidesometheoreticalguidesforth