基于相空间重构和模糊聚类的电动机故障诊断方法.pdf

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1、·64·煤矿机电2014年第3期基于相空间重构和模糊聚类的电动机故障诊断方法许允之，方磊，李剑，刘洪彦，邹南(中国矿业大学信电学院，江苏徐州221116)摘要：根据笼型异步电动机断条故障的基本规律及相空间重构和模糊聚类的物理意义，利用相空间重构把非线性时间序列重构成低阶非线性系统的组合，对三相电流信号进行分析、提取信号特征，对重构后的电流轨迹进行辨识和定量分析，实现故障深入诊断。利用实验数据和仿真验证：该方法可用于笼型异步电动机转子断条故障的检测。关键词：相空间重构；模糊聚类；故障检测；转子断条中图分类号：TM343．+3，TP277．3文献标识码：B

2、文章编号：1001—0874(2014)03—0064—03MOtOrFaultDiagnOSiSMethOdBaSedOnPhaSeSpaCeRecOnstructiOnandFuzzyCIuStering她玩眦^i，n增厶i，血^。凡，厶u胁呦竹n，zoM№n(SchoolofInfbmationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Basedonthebasicla_wofbarbreakingfaulto

3、fsquirrelcageasynchronousmotorandthephysicalsignificanceofphasespacereconstmctionandfhzzyclustering，usingphasespacereconstmction，thenonlineartimeseriesistransitedintoacombinationoflow-ordernonlinearsystem，thecurrentsignalofthreephasesareanalyzed．ThesignalcharacteristicsareextI．a

4、cted．ThereconstnlctedcuH．enttrajectoriesareidentifiedandthenthequantitativeanalysisaremade．Thusthemotorfaultdiagnosismayberealizedin-depth．Thesimulationtakingadvantageofexperimentaldataveri6esthatthemethodispmcticalfbrbarbreakagefaultdiagnosisofsquiITelcageasynchronousmotor．Keyw

5、ords：phasespacereconstmction；fuzzyclustering；faultdetection；mtorbarbreakage0引言由于结构简单和使用寿命长等优点，鼠笼异步电动机得到广泛使用。而转子导条断裂是常见故障之一。轻微的转子导条故障不会对正常运行产生重大影响，但故障严重可能停机，造成重大经济损失。可靠的状态监测与故障诊断显得非常重要‘1J。动系统中。本文提出的方法是：先监测定子电流，通过相空间重构和模糊聚类对电流进行分析，诊断识别鼠笼异步电动机的故障。1基于相空间重构和模糊聚类的故障诊断当鼠笼异步电动机转子绕组出现断条等

6、不对称故障时，首先在定子绕组中产生一个电流分量，该分相空间重构可以把非线性时间序列重构成低阶量和气隙磁场作用，产生波动的转矩，进而使气隙磁非线性系统分析，并已应用于高度非线性的电机驱通发生变化，在定子绕组中感应出电势和电流。转气c气啦!肆—“'啦一譬e，啦气e代e气≈—“'啦气e弋e气e^啦代℃^肆1S，口。气c弋屯弋c弋c乍c啊c^≈^墨／≯o譬e气c弋≈^心，口e气c1≈^心^—^S／pote气℃^—，≯ote，譬。参考文献：[1]蒋寿生．矿用洒水车喷洒系统的设计研究[J]．煤矿机械，2008，29(4)：8-10．[2]李新宏．高压喷雾在掘进工作

7、面应用研究[D]．西安：西安科技大学，2011．[3]李德文，郭胜均．中国煤矿粉尘防治的现状及发展方向[c]／／第八届全国采矿学术会议论文集，2009．作者简介：张卫国(1958一)，男，教授。1983年毕业于淮南矿业学院，长期从事矿用机电产品的设计与研发，发表论文20余篇。(收稿日期：2013一11—20；责任编辑：姚克)2014年第3期煤矿机电·65·子出现断条时，定子电流会发生变化。转子导条断裂的条数多，会增大相邻导条的电流和发热量，适合于用来进行断条诊断和故障的量化。本文从全新的角度对导条正常工作和断裂的三相电流信号进行分析、并实现信号特征的提

8、取，通过对重构后的电流轨迹进行辨识，以实现电动机故障的诊断。基于相空间重构和模糊聚类的鼠笼电动