永磁直流电机故障诊断中电流信号分析与处理 被引量：16

1

作者 刘曼兰 呼向东 崔淑梅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期836-838,844,共4页

在分析永磁直流电动机空载电枢电流特征的基础上,综合利用傅里叶分析、小波分析和数理统计等多种信号处理手段从永磁直流电机的启动电枢电流和稳态电枢电流信号中提取电机的故障特征并对其进行了故障机理分析.实验提取的故障特征与理论... 在分析永磁直流电动机空载电枢电流特征的基础上,综合利用傅里叶分析、小波分析和数理统计等多种信号处理手段从永磁直流电机的启动电枢电流和稳态电枢电流信号中提取电机的故障特征并对其进行了故障机理分析.实验提取的故障特征与理论分析的一致性表明,永磁直流电机电枢电流中包含了稳态电流的平均值iav、稳态电流标准差istd、电流脉动频率fw、起动电流峰值im、峰值点电流变化率k等5个主要故障特征,将这5个量确立为故障诊断的特征参数是可行的. 展开更多

关键词 永磁电机 电流分析 信号处理 故障诊断

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基于三相交流异步电机定子电流信号分析的机电传动系统齿轮箱裂纹故障非侵入式诊断 被引量：8

2

作者 白国振 王录 +1 位作者 李炳初 王双园 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1186-1193,共8页

齿轮裂纹故障是机电传动系统的高发故障,及时发现裂纹故障对保证机电传动系统正常工作意义重大。提出了一种基于三相交流异步电机定子电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法。首先,建立电机-齿轮-负载机电耦合模型,利用势能法计算不... 齿轮裂纹故障是机电传动系统的高发故障,及时发现裂纹故障对保证机电传动系统正常工作意义重大。提出了一种基于三相交流异步电机定子电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法。首先,建立电机-齿轮-负载机电耦合模型,利用势能法计算不同裂纹深度和角度下齿轮变啮合刚度;然后,利用Runge-Kutta法对机电耦合模型进行数值求解,分析时变啮合刚度影响下电机电流动态响应。通过对比健康齿轮和裂纹故障齿轮的定子电流频谱,揭示齿轮裂纹故障对应的电流频谱特征,建立基于电机电流信号分析的传动系统齿轮裂纹故障诊断判据。对存在裂纹故障的齿轮进行电机拖动实验,齿轮裂纹故障影响下的电机电流信号与数值求解结果一致。所提出的基于电机电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法对于降低传动系统维护成本具有较高价值。 展开更多

关键词 时变啮合刚度 齿轮故障 机电耦合模型 电机电流信号 电流特性分析

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电机电流分析法在机床类设备诊断中的应用研究 被引量：13

3

作者 张克南 陈一军 +4 位作者 谢里阳 万年红 马天伟 章海 朱跃跃 《机床与液压》 北大核心 2007年第3期196-198,共3页

机床类设备传动链复杂,结构紧凑且封闭,对传动系统状态监测一直没有有效的分析办法,即使在噪声增大等恶劣情况下,常规的振动诊断方法也难以奏效。本文尝试用电流信号分析法,简称MCSA(Motor Current Signal Analysis),对机床状态进行测... 机床类设备传动链复杂,结构紧凑且封闭,对传动系统状态监测一直没有有效的分析办法,即使在噪声增大等恶劣情况下,常规的振动诊断方法也难以奏效。本文尝试用电流信号分析法,简称MCSA(Motor Current Signal Analysis),对机床状态进行测试和分析。通过电机电流信号的传动链齿轮谱特征分析,对其做出了正确评估,表明定子电流能很好地反映机床传动系统部件的运行状况。同时进行了多种运行工况的测试与试验,研究结论对机床类设备的生产制造和现场运行状态的分析提供了有效依据。 展开更多

关键词 电机电流信号分析(mcsa) 机床 故障诊断

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基于主轴系统电机电流信号监测铣削力的研究 被引量：4

4

作者 王志永 杜伟涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期259-264,共6页

针对高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机存在的稳定性差、加工精度低、所加工的工件齿面有振纹等技术问题,对机床进行了深入的研究。通过研究发现铣削力是机床运行状态和加工品质的重要表征参数。基于国产高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机的实... 针对高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机存在的稳定性差、加工精度低、所加工的工件齿面有振纹等技术问题,对机床进行了深入的研究。通过研究发现铣削力是机床运行状态和加工品质的重要表征参数。基于国产高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机的实际铣齿工况,提出了采用同时监测刀具主轴和工件主轴电机电流来反映铣削力的间接测量方法。为了建立刀具主轴电机电流与铣削力间的模型,从分析机床的主轴系统入手,建立了刀具主轴系统运动学模型;利用双轴力矩电机电流监测法,对电流信号进行时频分析,并采用数值分析的方法对电机电流信号进行处理,对刀具主轴系统运动学模型中的待定参数进行了标定,建立了主轴系统电机电流信号与铣削力间的模型。利用该模型,可实时监测机床刀具主轴的铣削力,为机床结构的优化设计和加工工艺参数的改进提供了数据支持。 展开更多

关键词 主轴电机电流 铣削力 信号处理 小波分析 在线监测

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转子系统电机电流信号特征提取方法 被引量：2

5

作者 张天赐 庞新宇 杨兆建 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第5期8-11,共4页

电机定子电流信号可以反应电机拖动系统中的扭矩波动情况,然而负载波动的特征频率易被工频所湮没。针对这一问题,提出小波阈值去噪、EEMD和互相关分析相结合的方法,该方法首先对电流信号进行小波阈值去噪的预处理以提高信噪比,然后对信... 电机定子电流信号可以反应电机拖动系统中的扭矩波动情况,然而负载波动的特征频率易被工频所湮没。针对这一问题,提出小波阈值去噪、EEMD和互相关分析相结合的方法,该方法首先对电流信号进行小波阈值去噪的预处理以提高信噪比,然后对信号进行EEMD分解,利用互相关系数确定重构信号的IMF层数,以抑制工频及其谐波并突出特征频率。将该方法用于转子系统正弦扭矩激励的特征频率提取上,结果表明该方法能够有效的抑制工频及其谐波的干扰并提取负载扭矩的特征频率。 展开更多

关键词 EEMD 互相关分析 电机电流信号 特征提取 转子系统

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基于电流振动双信号的大型潜水电机偏心故障诊断（英文） 被引量：4

6

作者 鲍晓华 程志恒 《电气工程学报》 2016年第7期23-31,共9页

气隙偏心故障在大型感应电机的运行操作过程中是一种常见的故障形式,潜水电机尤为更甚。针对实际工程中的偏心形式,通过仿真计算转轴挠度,提出弧偏心模型。本文以一台1200kW的潜水电机为研究对象,构建弧偏心模型,进而分析研究定子故障... 气隙偏心故障在大型感应电机的运行操作过程中是一种常见的故障形式,潜水电机尤为更甚。针对实际工程中的偏心形式,通过仿真计算转轴挠度,提出弧偏心模型。本文以一台1200kW的潜水电机为研究对象,构建弧偏心模型,进而分析研究定子故障电流。采用三维有限元法来分析计算由气隙磁场作用在转子表面所产生的不平衡磁拉力,并提取在不同偏心度情况下的磁拉力幅值。为了有效检测出弧偏心故障,本文提出基于振动信号的频谱以及定子电流特征信号相对比的检测方法,并通过仿真验证了双信号检测方法的有效性。 展开更多

关键词 大型潜水电机 弧偏心 电机电流信号分析 不平衡磁拉力振动信号分析 .

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基于ICEEMDAN方法和频率解调的行星齿轮箱故障电流信号特征分析 被引量：20

7

作者 管一臣 童攀 冯志鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期41-47,共7页

为了从电流信号中准确地提取行星齿轮箱故障特征,提出了基于改进自适应噪声完备集合经验模式分解和频率解调分析的故障诊断方法。通过改进自适应噪声完备集合经验模式分解将感应电机电流信号自适应地分解为一系列本质模式函数;根据故障... 为了从电流信号中准确地提取行星齿轮箱故障特征,提出了基于改进自适应噪声完备集合经验模式分解和频率解调分析的故障诊断方法。通过改进自适应噪声完备集合经验模式分解将感应电机电流信号自适应地分解为一系列本质模式函数;根据故障频率调制供电频率的特性,以瞬时频率最接近供电频率为优选原则,优选出含有故障信息的本质模式函数作为敏感分量;并对敏感分量进行频率解调,通过频率解调谱诊断行星齿轮箱故障。齿轮箱试验分别采集太阳轮、行星轮以及齿圈三种局部故障状态的电机电流信号;信号分析结果表明该方法不仅可以减小定子电流噪声的影响,而且可以有效地提取复杂信号中的故障特征频率。 展开更多

关键词 行星齿轮箱 故障诊断 频率解调 电机电流特征分析(mcsa)

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交流电机信号特征分析的滚动轴承故障诊断方法综述 被引量：35

8

作者 宋向金 赵文祥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1582-1595,共14页

滚动轴承是保证交流电机正常运转的重要组成部件。相比于传统轴承故障诊断方法,电机电流和转速信号特征分析具有非侵入式且与控制系统共享信号的优势,逐渐被应用于交流电机轴承故障诊断领域。该文从理论模型和故障诊断两个方面,对相关... 滚动轴承是保证交流电机正常运转的重要组成部件。相比于传统轴承故障诊断方法,电机电流和转速信号特征分析具有非侵入式且与控制系统共享信号的优势,逐渐被应用于交流电机轴承故障诊断领域。该文从理论模型和故障诊断两个方面,对相关领域的重要技术和前沿研究成果进行梳理归纳。对于故障诊断,主要介绍采用电机电流信号特征分析和电机转速信号特征分析的轴承故障诊断技术,同时指出各自的优缺点。最后,分析现有研究所面临的问题和挑战,并对未来发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 交流电机 滚动轴承 故障诊断 电流信号特征分析 转速信号特征分析

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基于改进SVD和LS-Prony的电机转子断条故障诊断 被引量：2

9

作者 贾朱植 康云娟 +2 位作者 祝洪宇 张博 宋向金 《电子测量技术》 北大核心 2025年第3期100-111,共12页

采用电机定子电流信号特征分析诊断转子断条故障时,基频两侧的故障特征频率和幅值是判断故障发生与否和严重程度的重要参数。FFT算法的诊断能力严重依赖于所分析的数据长度,最小二乘Prony分析算法虽然具有短时数据分析能力,但是该方法... 采用电机定子电流信号特征分析诊断转子断条故障时,基频两侧的故障特征频率和幅值是判断故障发生与否和严重程度的重要参数。FFT算法的诊断能力严重依赖于所分析的数据长度,最小二乘Prony分析算法虽然具有短时数据分析能力,但是该方法对噪声异常敏感,当电机低频低负载运行时同样存在故障特征提取能力不足和诊断失效的问题。为解决上述问题,提出改进奇异值分解和LS-PA算法相结合的转子断条故障诊断方法。首先采用按列截断方式重构奇异值分解矩阵,根据奇异值差商确定有效阶次,进而对定子电流信号进行预处理以适度抑制噪声,然后运用LS-PA算法对预处理后的信号做故障特征识别和诊断。有限元仿真和实验分析结果表明,所提出的方法能有效抑制电流信号噪声,具有短时数据高分辨率的诊断性能,在工频和变频供电时均能实现电机轻载到满载全工况稳定运行条件下的转子断条故障诊断,诊断性能高于经典的FFT方法。 展开更多

关键词 故障诊断 奇异值分解 最小二乘Prony算法 电机定子电流信号特征分析

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基于电机电流检测的高压隔离开关机械故障诊断 被引量：67

10

作者 邱志斌 阮江军 +3 位作者 黄道春 姚文军 张恩伟 魏晓伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第13期3459-3466,共8页

为了实现高压隔离开关机械故障诊断,基于霍尔效应和电阻应变测量技术实时检测了GW6H—252型隔离开关分合闸动作过程中的电机定子电流和操作轴扭转应变,推导并验证了电机电流与操动机构输出力矩的函数关系,分析了隔离开关传动机构卡涩、... 为了实现高压隔离开关机械故障诊断,基于霍尔效应和电阻应变测量技术实时检测了GW6H—252型隔离开关分合闸动作过程中的电机定子电流和操作轴扭转应变,推导并验证了电机电流与操动机构输出力矩的函数关系,分析了隔离开关传动机构卡涩、平衡弹簧失效、合闸不到位等机械故障情况下的电机电流信号特征,提出了基于电机电流检测的隔离开关卡涩故障诊断流程。研究结果表明:电机定子电流与操作力矩存在二次函数关系,当隔离开关发生机械故障时,驱动电机电流波形发生畸变,电流峰值增大,峰值出现时刻偏移,电流频谱中的边频成分增大。该方法具有广泛适用性,可有效检测高压隔离开关的机械故障,从而提高设备运行的可靠性。 展开更多

关键词 高压隔离开关 电机电流信号分析 操动机构 机械故障诊断 卡涩 频谱分析

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基于MCSA的不同滑动轴承摩擦特征分析

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作者 耿雷雷 李国富 +2 位作者 姜乃铭 陈韬 张兴 《热加工工艺》 北大核心 2020年第22期32-37,共6页

利用电机电流信号分析法对滑动轴承的摩擦状态进行监测,可预防滑动轴承的磨损以免影响加工精度。选择单一摩擦副中不同材质的滑动轴承为实验对象,以电机输出电流作为分析对象进行摩擦特征量的提取。利用电流信号的经验模态分解分析各频... 利用电机电流信号分析法对滑动轴承的摩擦状态进行监测,可预防滑动轴承的磨损以免影响加工精度。选择单一摩擦副中不同材质的滑动轴承为实验对象,以电机输出电流作为分析对象进行摩擦特征量的提取。利用电流信号的经验模态分解分析各频带的非线性特征,提取包含摩擦信息的特征值,以此作为分析与监测滑动轴承摩擦状态的特征量。结果表明:采用该方法监测的不同材质滑动轴承的摩擦特征信号在不同时间尺度上的变化体现出一致的摩擦规律。利用改进能量熵验证了该方法的监测精度,该方法可避免研究摩擦系统复杂的非线性特征,可为分析滑动轴承的磨损状态提供新思路。 展开更多

关键词 电机电流信号分析法 滑动轴承 摩擦状态 监测

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基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法综述 被引量：25

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作者 杨明 董传洋 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期58-63,共6页

齿轮故障诊断技术对减少工业事故所造成的人员伤亡和经济损失具有重要的意义。首先介绍了振动诊断法和噪声分析法,然后重点对基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法做了综述。振动诊断法和噪声分析法属于常用的齿轮故障诊断方法,这两种方... 齿轮故障诊断技术对减少工业事故所造成的人员伤亡和经济损失具有重要的意义。首先介绍了振动诊断法和噪声分析法,然后重点对基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法做了综述。振动诊断法和噪声分析法属于常用的齿轮故障诊断方法,这两种方法分别需要安装振动传感器和声音传感器,齿轮传动机构结构紧密而且构造复杂,安装机械传感器多有不便。电机电流特征分析法、负载转矩特征分析法和运动误差辨识法是基于电机驱动系统的无创诊断方法,电机电流、负载转矩以及运动误差信号都承载有齿轮的故障信息,电机电流信号可以从电机驱动器处获得,负载转矩和运动误差信号借助于辨识器也可以从驱动器处获得,避免了安装机械传感器的需求。同时分析了各种诊断方法的优缺点,总结现有研究成果及有待解决的问题,展望了未来的研究方向。 展开更多

关键词 齿轮 故障诊断 电机驱动 电机电流特征分析 负载转矩信号分析

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基于MCSA和Fisher-SAE的RV减速器故障特征提取研究 被引量：7

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作者 张兹勤 王贵勇 刘韬 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第7期903-910,共8页

针对RV减速器实际监测中振动传感器的安装空间和信号采集容易受到限制和干扰等问题,提出了一种基于电机电流信号分析,稀疏自编码和Fisher准则相结合的RV减速器故障特征提取方法。首先,将采集的驱动电机电流数据转换到频域,研究了不同超... 针对RV减速器实际监测中振动传感器的安装空间和信号采集容易受到限制和干扰等问题,提出了一种基于电机电流信号分析,稀疏自编码和Fisher准则相结合的RV减速器故障特征提取方法。首先,将采集的驱动电机电流数据转换到频域,研究了不同超参数对稀疏自编码的特征提取能力的影响,利用优化参数后的稀疏自编码对频域信号自动提取故障特征;然后,利用Fisher准则对提取的特征的判别能力进行了降序排名,取排名前n个特征,得到了最优故障特征集;最后,结合SoftMax分类层,实现了对RV减速器的故障诊断;搭建了RV减速器故障实验台,采集了电机电流数据,对基于Fisher-SAE的方法进行了验证,并将其与其他典型机器学习故障诊断方法进行了对比。研究结果表明:该方法能够从RV减速器电机电流信号中提取出故障特征,并选择最有效的故障特征集,解决了振动信号的局限性以及运用电流信号进行故障诊断难以提取有效特征的问题;相比于其他典型机器学习故障诊断方法,该方法的诊断准确率提高了10%~20%,具有更好的诊断效率和准确性。 展开更多

关键词 齿轮减速器 故障诊断 故障特征提取 电机电流信号分析 稀疏自编码 FISHER准则 深度学习

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基于MIRPSA的感应电动机转子断条数目诊断判据 被引量：6

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作者 许伯强 孙丽玲 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期132-136,共5页

在感应电动机转子断条数目诊断方面,电机定子电流信号分析(MCSA)类方法已经建立明确的解析判据,而电机瞬时无功功率信号分析(MIRPSA)类方法缺乏理论支撑。为此,针对转子断条故障推导了感应电动机瞬时无功功率特征分量的幅值与转子断条... 在感应电动机转子断条数目诊断方面,电机定子电流信号分析(MCSA)类方法已经建立明确的解析判据,而电机瞬时无功功率信号分析(MIRPSA)类方法缺乏理论支撑。为此,针对转子断条故障推导了感应电动机瞬时无功功率特征分量的幅值与转子断条数目间的数值对应关系,由此建立了具有解析意义的基于MIRPSA的转子断条数目诊断判据。感应电动机转子断条故障仿真与实验证明了所提判据的有效性。 展开更多

关键词 感应电动机 转子断条 故障诊断 判据 电机定子电流信号分析 电机瞬时无功功率信号分析

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异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断新方法 被引量：5

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作者 许伯强 谢子峰 +1 位作者 陈思远 陈经伟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1-8,共8页

目前基于电机电流信号分析(MCSA)的诊断方法无法诊断滚动轴承外滚道轻微故障,在电机空载或轻载运行条件下存在诊断失效的问题,为此提出一种基于定子电流信号中转频多调制分量的异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断方法。首先根据转频确定... 目前基于电机电流信号分析(MCSA)的诊断方法无法诊断滚动轴承外滚道轻微故障,在电机空载或轻载运行条件下存在诊断失效的问题,为此提出一种基于定子电流信号中转频多调制分量的异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断方法。首先根据转频确定多个转频调制分量;然后在每个转频调制分量附近对定子电流信号做连续细化傅里叶变换分析;并根据正常和故障情况下的多个转频调制分量的幅值确定故障指数;最后根据故障指数判断是否发生故障。相对于其他基于MCSA的诊断方法,该方法聚焦在故障对转频调制分量的影响,不但可以诊断出轻微的外滚道故障,而且在异步电动机空载或轻载运行条件下仍然奏效。 展开更多

关键词 异步电动机 故障诊断 电机电流信号分析 外滚道故障 定子电流 转频多调制分量

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