基于MCSA和SVM的异步电机转子故障诊断 被引量：26

1

作者 方瑞明 郑力新 +1 位作者 马宏忠 黄东海 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期252-257,共6页

本文提出一种基于电机电流信号频谱分析和支持向量机的异步电机转子故障诊断方法,该方法可以利用支持向量机对电机电流频谱信号的特征信息和故障模式进行关联。对电机定子电流采样后,其信号经FFT变换后提取故障特征量作为支持向量机的输... 本文提出一种基于电机电流信号频谱分析和支持向量机的异步电机转子故障诊断方法,该方法可以利用支持向量机对电机电流频谱信号的特征信息和故障模式进行关联。对电机定子电流采样后,其信号经FFT变换后提取故障特征量作为支持向量机的输入,基于1对1算法构造了感应电机转子故障多类分类器。实验结果表明,该方法具有很好的分类和泛化能力,可以提高电机故障诊断的准确性。 展开更多

关键词 异步电机 故障诊断 支持向量分类机 电机信号频谱分析

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基于MCSA的离心泵转速测量与试验研究 被引量：2

2

作者 石洋 袁建平 +2 位作者 骆寅 周帮伦 孙慧 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期927-932,共6页

阐述了传统离心泵转速测量方法及其存在的问题,提出了基于电动机电流信号分析(MCSA)测量离心泵转速的方法,应用信号处理理论,对方法的原理进行了数学推导.应用驱动电动机通电后定子绕组中存在与转子频率相同电流的原理,利用MCSA方法,分... 阐述了传统离心泵转速测量方法及其存在的问题,提出了基于电动机电流信号分析(MCSA)测量离心泵转速的方法,应用信号处理理论,对方法的原理进行了数学推导.应用驱动电动机通电后定子绕组中存在与转子频率相同电流的原理,利用MCSA方法,分析电动机定子电流信号成分,从定子电流频谱中检测出转子频率.根据方法的原理设计了验证试验,试验过程中,变频器产生不同频率的电源为电动机供电,调节离心泵的流量,运用霍尔元件和数据采集卡,采集离心泵驱动电动机在不同流量下的定子电流信号,信号经过解调和快速傅里叶变换(FFT),在限定的转频范围,从电流频谱中得到转频.为了验证方法的准确性,用动静干涉机理测速法和光学测速法进行了对比试验,试验结果表明:与光学测速以及动静干涉机理测速相比,基于MCSA的转速测量方案的误差均在2%以内,满足离心泵状态监测的要求,实现了离心泵转速的无传感器测量,精度较高,适用性强.研究结果具有一定的应用价值. 展开更多

关键词 离心泵 转速测量 电动机电流信号分析 无传感器测量

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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

3

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MCSA的不同滑动轴承摩擦特征分析

4

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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基于电机电流检测的高压隔离开关机械故障诊断 被引量：66

5

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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基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法对比研究 被引量：12

6

作者 杨明 柴娜 +2 位作者 李广 李雨琪 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期132-140,共9页

电机的电磁转矩、定子电流等信号可以反映负载转矩的变化,故而在采用电机驱动的齿轮传动系统中,可直接利用电机本体作为传感器来实现齿轮故障的无损诊断。建立了电机、齿轮一体化机电系统模型,对电磁转矩分析法(ETSA)和电机电流特征分析... 电机的电磁转矩、定子电流等信号可以反映负载转矩的变化,故而在采用电机驱动的齿轮传动系统中,可直接利用电机本体作为传感器来实现齿轮故障的无损诊断。建立了电机、齿轮一体化机电系统模型,对电磁转矩分析法(ETSA)和电机电流特征分析法(MCSA)的故障诊断原理进行了分析与仿真验证,发现电磁转矩信号不受电流基波的影响,更能直观地体现出故障信息;且故障特征在频域下比时域下更为明显。实验平台综合对比了不同转速和负载转矩下两种方法的诊断效果。结果表明两种方法均受转速和负载转矩影响较大,低速重载有利于故障诊断的进行;但ETSA比MCSA适用的转速范围更广。 展开更多

关键词 电磁转矩分析法 电机电流特征分析法 齿轮 故障诊断

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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

7

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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永磁直流电机故障诊断中电流信号分析与处理 被引量：16

8

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SVD方法的弱故障特征提取方法 被引量：11

9

作者 张克南 陆扬 +2 位作者 谢里阳 郑进文 万年红 《机床与液压》 北大核心 2006年第10期214-216,246,共4页

利用电流法诊断电机及其拖动设备故障时,较弱的故障特征频率分量往往被电网工频所淹没。本文运用了一种有效的弱故障特征提取方法,即通过奇异值分解(singu lar value decomposition,简称SVD)方法剔除电网工频主分量,从而对信号中的弱特... 利用电流法诊断电机及其拖动设备故障时,较弱的故障特征频率分量往往被电网工频所淹没。本文运用了一种有效的弱故障特征提取方法,即通过奇异值分解(singu lar value decomposition,简称SVD)方法剔除电网工频主分量,从而对信号中的弱特征频率、特别是靠近电网工频的特征频率实现有效地提取。数值仿真计算和现场实际信号的应用结果都表明,应用SVD方法可以非常有效地达到这一目的。 展开更多

关键词 电流法 奇异值分解 故障诊断 电网频率

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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：7

10

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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基于主轴系统电机电流信号监测铣削力的研究 被引量：4

11

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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基于电流信息的机床传动系统监测与诊断 被引量：3

12

作者 刘飞 梁霖 +2 位作者 徐光华 黄付中 周孜亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第5期64-67,71,共5页

针对数控机床传动系统缺乏有效的监测诊断手段,利用驱动伺服电机电流信号的高信噪比、易于测量、不受系统结构影响的特点,提出了基于伺服电机电流信号的机床传动系统监测诊断方法。在分析传动部件对伺服电机电流信号影响规律的基础上,... 针对数控机床传动系统缺乏有效的监测诊断手段,利用驱动伺服电机电流信号的高信噪比、易于测量、不受系统结构影响的特点,提出了基于伺服电机电流信号的机床传动系统监测诊断方法。在分析传动部件对伺服电机电流信号影响规律的基础上,讨论了电机电流的循环自相关解调技术,设计开发了相应的监测诊断系统。为保障数控机床运行的稳定性,促进监测诊断技术的进一步发展具有重要的意义。 展开更多

关键词 数控机床 电机电流 传动系统

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转子系统电机电流信号特征提取方法 被引量：2

13

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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基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略 被引量：4

14

作者 郝振洋 张嘉文 +2 位作者 杨健 曹鑫 张雅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期5444-5457,共14页

以单相无刷直流电机(SPBLDC)控制系统为研究对象,针对小型风机位置传感器安装受限等问题,提出基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略,该策略通过单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合的控制方法实现。通过构建SPBLDC的小信号... 以单相无刷直流电机(SPBLDC)控制系统为研究对象,针对小型风机位置传感器安装受限等问题,提出基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略,该策略通过单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合的控制方法实现。通过构建SPBLDC的小信号模型,根据小信号根轨迹分析法,分别对单相I/f电流幅值控制以及单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合控制方法下系统全速域稳态及动态调速过程进行稳定性分析,选取了合适的升速斜率,理论分析了该控制策略能够提高电机运行效率,同时保证系统全速域均具备良好的稳定性能。在Matlab/Simulink环境中仿真验证该控制策略下系统全速域均高效运行于最大转矩/电流比状态,电机转速、电流收敛性能及稳定性均有提升。最后,实验验证了该控制策略的有效性及工程应用的可行性。 展开更多

关键词 单相无刷直流电机 无位置传感器控制 单相I/f电流幅值控制 功率因数补偿 小 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：19

15

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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