电机轴承故障的频率调制特征研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qazaq1313
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三相感应电机因其具有结构简单、坚固耐用的优点而被广泛地应用于工业生产领域。统计显示作为电机重要组成部分的轴承有着相对较高的故障发生率。因此,对电机轴承故障检测的研究具有重要的意义。目前对电机轴承故障定子电流检测法的研究主要使用传统的功率谱密度分析,但是该方法的分析结果有着一定的不足。首先,轴承故障特征频率在定子电流中是以与电源基频调制的方式存在的,且该频率分量很小。其次,电流信号低频段中存在多且杂的噪音分量。最后,电源信号相对轴承故障特征频率信号较强。上述因素都会对轴承故障特征频率的提取造成干扰。针对以上不足,本文首先运用循环平稳理论对电机定子电流信号进行推导分析,并论述了循环自相关函数对轴承故障特征频率信号的提取、降噪及增幅的可行性。随后介绍循环自相关函数切片分析方法,并给出了离散信号循环自相关函数的计算方法,在MATLAB中完成了计算程序的编写。本文基于MATLAB对上述方法进行仿真验证,随后搭建模了电机轴承故障实验平台,基于该实验平台测量了电机在无故障、实际故障、模拟故障以及注入特殊频率时,轴承故障状态下的定子电流,并对这些电流信号的循环自相关函数进行计算和分析。将分析结果与传统功率谱密度计算结果进行对比,验证了本文理论和方法的正确性,定子电流中轴承故障特征频率的可识别性得到了提升。该结论证明了基于循环平稳理论的方法在提取电机定子电流中轴承故障特征频率分量方面的优越性。
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