基于两相电流互高阶累积量的电机故障特征检测方法研究.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码!Q1墨!基于两相电流互高阶累积量的电机故障特征检测方法研究孙斐指导教师邱赤东职称副教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学科与专业电力系统及其自动化论文完成同期2011年5月论文答辩日期2011年7月答辩委员会主席／煳聊～ReaseachofTheDetectionMethodforMotorFaultFeaturesBasedonCrossHigher-OrderCumulantsforTwoPhaseCurrentsAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUni

2、versityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbySunFei(ElectricPowerSystemandAutomation)ThesisSupervisor：ProfessorQiuChidongMay2011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，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文==基王匦担鱼逋互直险墨麴量的电扭趑瞳挂延捡测友洼硒灶。除论文中已

3、经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已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：途生．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，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和

4、汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士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)等数据库中，并以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：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密d(请在以上方框内打“√")论文作者签名：b-嫂二导师签名醐一f／年7月弓日中文摘要摘要感应电机具有可靠性高、成本低、结构简单、实用性强等优点，在工业企业中被广泛使用。一旦电机出现突发故障，可能导致生产线停止运行，从而造成经济损

5、失。因此，在电机处于早期故障的阶段，如果能有效地提取出故障特征并确定故障的类型，有针对性地制定维护计划，就可避免经济损失。对于低压的中、小型电机，轴承故障是其最主要的故障类型，大约占全部故障类型的40％--60％，对于小型电机甚至高达90％。因此本文针对感应电机的轴承故障进行研究。本文采用定子电流特征分析法(MotorCurrentSignatureAnalysis，MCSA)来描述轴承故障的特征。当轴承中存在不同的故障时，会在定子电流中产生对应的故障特征频率，但该故障特征频率的幅值很小，由于定子电流中还包括基波、谐波和来自

6、电网的背景色噪声，因此电机故障的早期预警问题可以总结为：色噪声背景下，非线性、非平稳、非高斯信号中的弱信号特征的提取问题。本文利用故障特征频率与其它频率成分之间存在相位耦合的现象，来提取弱故障特征。传统的基于二阶统计量的谱估计方法忽略了信号的相位信息。而高阶累积量可以对非线性、非平稳、非高斯信号进行有效处理，它不仅可以有效的抑制背景色噪声，而且可以分析出信号中的二次相位耦合的现象。因此本文采用高阶累积量的方法，但不依赖于切片谱中特征的微弱幅值信息，而是利用特征与其它频率成分之间存在多次的相位耦合现象来检测并识别轴承故障。本文

7、通过检测电机的两相电流，利用互高阶累积量具有抑制高斯有色噪声的能力，结合多信号分类法(MultipleSignalClassification，MUSIC)提取弱信号特征的能力，提出了基于互高阶累积量的电机故障特征检测方法。通常在提高分辨率的同时，会造成伪峰，干扰故障特征的检测。本文选择采用奇异值分解一最小二乘法(SingularValueDecomposition—TotalLeastSquares，SVD．TLS)来解决伪峰的问题。本文通过仿真研究验证了上述方法的有效性。最后，设计了轴承故障的在线检测系统，利用上述方法有

8、效地识别出了轴承的故障状态。关键词：互高阶累积量；MUSIC；SVD-TLS；轴承故障；相位耦合英文摘要ABSTRACTTheadvantagesofthehighreliability,lowcost，simpleconfiguration，andbetterpracticability