摘要: |
感应电动机因其可靠性高、结构简单、成本低,故而在船舶上得到了广泛的应用。一旦电机发生故障,就可能导致动力系统和电力系统的服务中止,从而威胁船舶航行的安全。其中轴承故障是电机故障中发生概率最高的,因此本文针对船舶感应电动机轴承故障的诊断展开研究。
确定轴承故障的诊断方法,研究如何提取轴承故障特征,以及组建船舶感应电机轴承故障在线诊断系统是本文研究的主要内容。
分析现有的感应电机故障诊断方法,针对船舶特殊的工作环境,以及感应电机轴承故障的特点,本文采用定子电流特征分析法来诊断船舶感应电机的轴承故障。定子电流特征分析法将轴承的故障特征与定子电流的特征频率之间建立了函数关系,只要正确提取定子电流中的轴承故障特征,就可以实现船舶感应电机轴承故障的在线诊断。
船舶感应电机轴承故障的特征信号较弱,可能会湮没在噪声中提取不出来,通过对FFT和功率谱估计方法的分析比较,本文选择采用改进的周期图法Welch法提取感应电机的轴承故障特征。为了更好的提取轴承故障特征,针对Welch周期图法的窗函数、分段数目以及采样点数的选择做了仿真研究。
在诊断系统的硬件部分,本文采用霍尔元件采集定子电流信号,选取信号处理器TMS320LF2407A进行信号处理,用PROFIBUS-DP从站构成分布式故障诊断系统。
在诊断系统的软件部分,对信号进行了A/D转换,设计了Welch周期图法的实现程序,完成了PROFIBUS-DP从站的软件设计,编写了从站的GSD文件,实现了PROFIBUS总线网络的组网。 |