频谱分析在建筑设备电机故障检测与诊断中的应用.pdf

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1、城市建筑l水·暖·电IURBANISMANDARCHITECTURElWATERHEATERELECTRICITY频谱分析在建筑设备电机故障检测与诊断中的应用TheApplicationofSpectrumAnalysisintheMotorFaultDetectionandDiagnosisofConstructionEquipment■秦凯凯■QinKaikai【摘要】本文以建筑设备电机为研究对象，总结了电机故备故障诊断的热点，BP网络是其中最常用的一种。为傅里叶反变换，傅里叶变换的振幅谱、相位障诊断的方法及特点，阐述了FFT频谱分析诊断电机故障但

2、BP神经网络也有其不足之处，如所需训练时谱和能量谱分别为：机理。通过试验模拟电机故障，对电流信号进行了FFT频间较长、收敛速度慢、稳定性研究比较滞后、只能lF，v】=，v)+，u，v)f谱分析。分析结果表明，FFT频谱分析法可以实现电机故障实现非线性静态映射、不具有动态信息处理能力、【“，V)=口rc留【，，V)／【“，v)l的诊断。不能有效利用历史学习样本等。e(u，v)=R2u，v)+，u，v)2．基于专家系统(ES)的故障诊断【关键词】FFT电机故障检测故障诊断专家系统(ES)是一种拥有大量专门知识的计式中，R(u，v)，几分别表示傅里叶变换的实

3、算机程序系统，于2O世纪6O年代中期首先出现在部和虚部。【Abstract]Thisarticletakestheconstructionequipmentmotor美国，是目前人工智能领域研究中最为活跃的一个2．频谱分析诊断电机故障机理asthemse~chobject’summarizesthemethodsandcharacte分支，己广泛应用于医学、地质、数学、工程、故三相异步电机的故障通常是由电气和机械原因risticsofmotorfaultdiagnosis，andelaboratesthediagnosisof障诊断等各方面。相互联系耦

4、合引起的，其故障特征都会通过定子电motorfaultmechanismofFFTspectrumanalysis．Theauthor通常，一个专家系统的主要功能结构由五部分流中反映出来理想的电流信号是一个纯50Hz正弦analyzestheFFTspectrumforthecurrentsignalthroughthe组成，即知识库、推理机、综合数据库、解释接口波，在频谱上只有一个峰值存在。但实际上，电机experimentalsimulationmotorfault．Andtheanalysisresults和知识获取模块。的信号频谱中往往有很多峰

5、值，包括工频及其谐波，showthattheFFTspectrumanalysismethodcarlachievemot-3．基于小波变换的故障诊断随电源而来的谐波，一般不太重要，重要的是由于orfaultdiagnosis．由于小波变换具有多分辨率和时频局部化的优机械和电气故障，导致电机内部磁通分布发生变化良特性，目前关于小波分析的应用研究几乎遍及各而产生的谐波。这些谐波是一些中间谐波标准的[Keywords]FFT,motor,faultdetection，faultdiagnosis个领域。在设备故障诊断领域，对小波应用的研究谐波分析仪无法检测

6、到。由于电机故障产生的谐波也正在不断深入。但其检测信号不能直接应用，处只在电流频谱中出现，而电压谐波中没有。因此，引言理过程较为复杂。从电流和电压的频谱比较中可以很容易区分。在建筑行业中，无论是给排水系统，还是空调4．基于频谱分析的故障诊断三、故障测试及分析系统，如果发生电机故障，不仅会损坏设备，还会频谱分析是用于研究平稳随机过程性能的一种三相异步电机在长期不间断的运行过程中，其影响系统的正常工作，从而影响建筑物的正常运行，数字信号处理技术，常用的频谱分析方法有多种，故障可能有：定子铁心短路、定子铁心松动、电机造成巨大的经济损失。主要包括功率谱分析、幅

7、度谱分析、相位谱分析等。轴承故障、定子绕组绝缘磨损、定子绕组绝缘破损、本行业中基于某个专业系统的故障诊断研究已其中，基于快速傅里叶变换(FFT)算法的频谱定子绕组匝间短路、鼠笼式转子断条和断环开裂、经较为普遍，他们研究的基础都是基于运行过程中分析已发展成为机械设备故障诊断、振动分析和自绕线式转子绕组匝间短路、转子故障、底座螺栓松的系统参数，并没有具体到设备运行状况。考虑到动控制等多种学科的重要理论基础。动、电源故障、通风设备故障等。本文通过电机故建筑设备如水泵、制冷机、风机等核心部件都包括在上述故障诊断的方法中，FFT频谱分析法能障实验台和模拟系统，进

8、行故障模拟。电机，本文主要研究电机故障诊断检测方法。够更为方便直接地将时域信号转换为频域信号。