基于小波变换异步电机故障检测与分析

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1、测量与检测技术《电气自动化)2ol1年第33卷第2期Measurement＆DetectingTechnics基于小波变换的异步电机故障检测与分析矫立新张丽娟(1．兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050；2．山西昆明烟草有限责任公司，山西太原030012)摘要：通过合理选取小波基，对提取到的电机振动信号和定子电流信号做小波包变换，从而对电机滚动轴承损坏、转子断条这两类电机主要故障做出准确的判断与分析。对转子断条故障的仿真结果表明，小波包分析方法在电机故障诊断方面具有较好的准确性和优越性。关键词：电机故障诊断转子断条小波分析[中图分类号]TM93

2、0．1；TM343[文献标识码]A[文章编号]i000—3886(201l】02-0073-03DetectionandAnalysisOfASVnChrOnOuSMotorFaultBasedontheWaveletTransformJiaolixinZhanglijuan(1．SchoolofElectricalandInformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China；2．ShanxiKunmingTobaccoCo．，Ltd，TaiyuanShanxi0

3、30012，China)Abstract：ThispaperputsforwardamethodofdetectionandanalysisforACasynchronousmotorfaultsignalbasedonwavelettransform．Withthereasonableselectionofwaveletbase，thesignalsofthemotorvibrationandstatorcurrentareanalyzedbythismethod，whichmakesaccurateanalysisandjudgmentofthemajorf

4、aultforbothbearingfaultandbrokenbars．Thefailureoftherotorbreakagebarsimulationresultshowsthatthewaveletpacketanalysismethodinmotorfaultdiagnosisisgoodaccuracyandsuperiority．Keywords：faultdiagnosisformotorbrokenbarswaveletanalysisU刖蟊1．1峭度指标电机在现代工业生产和日常生活中应用十分广泛，不同场假定检测信号来自电动机轴承，在滚动轴承损

5、伤类故障发生所、不同运行状态下电机能否正常工作，及时的诊断出电机的故时，由于周期性冲击振动信号的存在，会改变原有的周期性振动障具有非常现实的研究意义。本文在比较异步电机常见故障和信号的幅值，改变信号的能量分布。因此，判断滚动轴承是否出诊断方法的基础上，针对故障电机产生的异常振动信号和定子电现故障，可先求出某些振动信号的时域参数并与其预先给定的标流信号，提出了采用小波包分析和Frr相结合的数据分析方法对准值(如行业标准或相关国家标准)进行比较，判断轴承是否存提取到的信号进行分析。这是由于电机发生故障时，信号中经常在故障。峭度(Kurtosis)K是反映振动信号分布

6、特性的数值统会含有大量时变、突发性质或短时冲击的成分，传统的信号分析计量：方法对此无能无力；在电机测试阶段经常会遇到非平稳信号，应J[()一孟]P()d用傅里叶变换无法得到真实的结果⋯。小波分析和小波包分析K=J二——————一(1)法具有良好的时频局部性，能够将信号在任意频段进行聚焦和划式中，(t)为瞬时振幅；为振幅均值；p()为概率密度；为标分，从而实现不同频段的各种故障特征信号的识别与提取。准差。l振动故障信号特征对于给定的一组振动信号，其峭度系数为：由于电机故障种类繁杂，其产生原因复杂多样，既具有机械故障的一般特性，也有电气部件、磁场等故障特性。电机在运

7、行K1()。(2)时，振动量是检测电动机故障非常好的状态监测参数，在不影响式中，为信号值；X为信号均值；Ⅳ为采样长度；f，为标准差。电动机运行的同时，利用振动传感器(有位置型、速度型和加速度峭度指标与轴承转速、尺寸、载荷等无关，对冲击信号特别敏型)来对电动机轴承或机座的振动进行监测。振动传感器的输出感，因此特别适用于表面损伤类故障、尤其是早期故障的诊断。信号经信号处理(本文介绍小波分析方法)后，与已知的故障特在轴承无故障运转时，振动信号的幅值分布近似为正态分布，峭征频率相比较，从而寻找故障性质和故障部位。度指标值K3，随着故障的出现和变化，信号幅值分布偏离正态分

8、布，曲线出现偏斜或分散，