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1、2008年第12期仪表技术·9·基于LabVIEW的电机转子不平衡故障的研究121郭燕飞,荆双喜,孙志毅(1.太原科技大学,山西太原030024;2.河南理工大学,河南焦作454003)摘要:针对机械不平衡故障,对机械振动信号和定子电流信号同时进行分析,探讨了电动机存在机械不平衡故障时,电流信号的特征频谱结构。关键词:转子不平衡;LabVIEW;小波分析中图分类号:TM930文献标识码:B文章编号:1006-2394(2008)12-0009-03DiscussiononMachineUnbalanceFaultBasedonLabVIEW121GUO
2、Yan2fei,JINGShuang2xi,SUNZhi2yi(1.TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024,China;2.HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454003,China)Abstract:Vibrationsignalandstatorcurrentsignalaremainlyanalyzedagainstthemachineunbalancefault.Fea2turespectrumstructureofcurrentsignali
3、sdiscussedwhenthemachineunbalancefaultexistsintheinducemotor.Keywords:machineunbalance;LabVIEW;waveletanalysis电动机故障种类繁多,原因复杂,集电气与机械部动马上消灭,则视为电气磁场方面原因引起的振动,反件于一体,征兆多种多样。从统计分析发现,电动机故之,则视为机械缺陷引起的振动。该方法简单可行,现障按原因分:电气类占39%,机械类占38.5%,两者之场极具操作性。和占总故障的2/3以上。针对电动机故障的诊断方法交流电机的故障往往是由机械和电气相
4、互联系的很多,但几乎所有的方法诊断对象单一,只是针对电动复合原因引起的,这是由其设计和运行特点所决定的。机某一类故障进行诊断,由于采集得到的信号往往信异步电机因气隙较小,因而对磁动势和磁拉力的不平噪比较低,特征量易被淹没,所以对识别方法提出更高衡比较敏感。直接起动的交流电机因起动电流大(通的要求:寻找新的方法及进一步研究和寻找新的特征常为5～7倍满载电流),在很短的起动过程中,笼型指标。本文将电流分析和振动分析相结合,针对机械绕组或阻尼绕组将承受热应力和机械应力,致使笼条不平衡故障,对电流信号和振动信号所表现的特征进(或导条)和端环在很高的应力作用下疲
5、劳断裂。直行分析和探讨。接起动时的大电流还会在绕组端部产生很大电动力,本文借助于NI公司的LabVIEW开发平台,利用使绕组端部变形和振动,造成铁心振动,机械原因造成其丰富简便的信号采集与分析模块,设计了电机状态的气隙偏心将产生气隙磁场谐波,并产生很大的单边监测与故障诊断系统。磁拉力等等。电动机的故障可分为电气故障和机械故障两类,1典型故障机理产生两类故障的根源和故障性质不同,处理方法也不由于电机具有机械、电气组合的双重特性,所以在相同。但两类故障的表现形式具有交叉性。电气故障故障处理中,如何正确区分是很重要的。通常情况下,可能表现为振动异常,反过来,
6、机械故障可能表现为定易混淆的电机故障主要是电机的振动问题。电机的轴子电流异常,这也丰富了分析电机故障的手段。特别承缺陷,地脚、铁芯松动,不对中,不平衡等引起的振地,当发生断条故障,气隙偏心故障,轴承故障和机械动,常与电气磁场问题引起的振动,如磁中心不重合相不平衡故障时,电机振动和定子电流都会产生异常。混淆。现场诊断时,作为一般性方法,可用停电检查针对电动机电气故障和机械故障,最典型的处理技术法,即用手或测振动仪监视电机振动,在停电瞬间,振是:振动频谱分析技术和电流频谱分析技术。收稿日期:2008-07基金项目:太原科技大学校青年基金项目(2007113
7、)作者简介:郭燕飞(1979—),男,硕士,主要从事设备故障诊断和虚拟仪器等方面的研究。·10·仪表技术2008年第12期结果如图2所示,由小波系数的FFT结果可见,除工2转子不平衡故障特征研究频50Hz以外,还存在边频(16.6626Hz、33.3252Hz、目前,对于转子断条、气隙偏心和轴承故障等从机66.6504Hz、83.313Hz),与工频共同构成等间距械和电气两方面研究的比较多,文献[2][3][4]中,给(16.6626Hz)的特征结构;进一步分析在相同工况下出了当出现这三类故障时,电机振动和定子电流的特采集到的振动信号,特征频率为转子的
8、基频16.征。在此不再赘述。6626Hz。对电机转子存在严重机械不平衡故障时记录当电机转子质量
