基于信息融合技术的异步电机故障诊断研究_韩丽

液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势

液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势 发表时间：2019-05-19T14:53:35.567Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者： 1曹晓宁 2马海舰 3赵静思 [导读] 就会出现系统诊断开展难度较大的尴尬局面，因此对液压系统故障诊断技术及其应用展开研究，具有一定现实意义。1天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380;2天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380;3天津格特斯检测设备技术开发有限公司天津 300380 摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的进步。液压系统重量轻、功率强、运行平稳，而且还能够采取大范围的无极调速，因此被普遍运用到了机械设备当中，同时液压系统一般都运用于控制和自动化这两种系统当中，并且液压系统还可以当做传输动力设备来运用。液压系统的运行能力以及安全性，能够对关键系统形成决定性的影响，要是液压系统出现问题，那么关键系统就会发生停滞的情况，从而让企业的经济收益受到影响，因此相关工作人员一定要掌握合理的液压系统故障诊断技术，从而让液压系统得到安全的运行。 关键词：液压系统；故障诊断技术；现状；发展趋势 引言 液压系统会通过对自身作用力的运用，对压强作用力进行增强。整体液压系统由液压油、动力元件以及执行元件等几部分内容组成，主要分为液压控制系统以及液压传动系统两类。由于其构成零件种类相对较为复杂，且安装位置较为隐蔽，所以一旦系统出现故障，就会出现系统诊断开展难度较大的尴尬局面，因此对液压系统故障诊断技术及其应用展开研究，具有一定现实意义。 1现状 早在上世纪60年代的的时候，我国就已经开始对液压系统故障诊断技术进行研究，主要是利用测量系统的流量、振动等参数，和处理与系统对应的信号，来给液压系统采取诊断。此项技术到了上世纪八十年代以后，因为液压系统具有很多的类型，而且结构也比较的繁杂，导致诊断技术无法给液压系统采取完善的诊断，这给液压系统故障诊断技术的发展造成了很大的影响。根据这些问题，我国的相关专家在经过了长时间的研究和改进以后，让诊断技术的水平得到了一定程度的提高，不但能够确保液压故障诊断的完善性，另外也能够给故障信息进行保存，这样的话就可以让液压系统得到更加完善的运维管理，从而进一步加强了液压系统的工作效率。 2液压系统故障诊断技术应用分析 2.1仪表测量技术 该项技术主要会通过对测试仪的运用，完成对系统故障的诊断。此设备主要由流量计、压力表以及安全阀等部件所组成，在具体测试过程中，技术人员会通过串联的方式将测试仪接连在相应回路之中，并会通过断开原主油路的方式，确保压力油可以经由测试仪流回到油箱之中，以便利用逐渐加载的方式完成相应诊断。所以该测试仪能够同时完成对系统监测点的流量以及压力测试工作，可以对执行元件、动力元件以及控制元件的工况与性能进行明确，以确保可以在短时间内完成故障位置查找。 2.2智能诊断技术 智能诊断技术种类相对较多，现阶段较为常用的技术主要有以下几种：1）专家系统。该项技术主要用于复杂系统诊断，是以信号处理以及传感技术为依托研发得到的。在具体应用过程中，技术人员会将故障现象经由用户接口输入到电脑终端，而电脑会按照数据库内信息对现象产生原因进行推理与分析，进而找出故障原因并会提供相应预防措施与维修方案，以供技术人员进行使用[2]。2）人工神经网络。此种诊断技术有效利用了神经网络所具有的计算、非线性以及自学习等方面能力，能够对系统故障进行准确判断，诊断效果较为理想。就某一角度而言，此项技术主要分为知识处理以及模式识别两种，其中在实施模式识别诊断时，会将神经网络作为分类器完成相应系统故障识别。 2.3四觉诊断技术 所谓“四觉”，就是利用嗅觉、触觉等较为直观的方式对系统故障进行获取。此种方式相对较为简单，技术人员会通过用手直接触摸的方式，明确液压泵表面是否存在过热问题或管路以及元件振动情况；会通过仔细观察的方式，对油温计、测点压力表以及真空表等设备数值合理性进行检查，以便及时发生异常数值，并准确找到数据产生原因等。与其他诊断技术相比，此种技术受技术人员自身能力以及感觉灵敏度的影响相对较大，只能作为定性判断，还需要展开后续检测，才可以查明故障产生真正原因。 3液压故障诊断技术的发展趋势 3.1经验知识和原理知识要紧密融合 若想加强液压故障智能诊断系统的能力，有关工作者要在研究液压系统故障诊断系统期间，掌握有关的专业知识，另外，还要掌握液压系统的结构和主要功能，要是在研究液压系统故障诊断期间，不重视对某一方面的研究的话，那么就会降低诊断效果。所以，相关工作者要把专业知识和诊断技能有效的融合到一起，然后再把两者结合到故障诊断系统里，安排合理的分析形式，还要保证所有的分析形式都可以单独运行，如此一来就可以慢慢的把液压系统故障诊断的系统的性能进行加强，让它能够变成具备专家级知识的诊断系统。 3.2多种智能故障诊断方法的混合 目前，液压系统故障诊断系统都在朝着技术融合的方向发展，也就是说把多种技术融合到一起，构成混合诊断系统。在智能技术进行融合期间，包括把专家诊断系统与神经网络采取有机融合，然后在里面加进模糊逻辑等。混合智能诊断方式的发展方向，就是要把传统的诊断系统转化为混合系统，把专家传播的知识转化成系统自主学习以及分析的系统，把单纯的推理转换为混合推理系统等。智能液压系统诊断系统在自主学习和诊断等方面都取得了突破性进展，所以目前受到了普遍的青睐。 3.3虚拟现实技术会得到重视和应用 在多媒体技术之后，虚拟现实技术开始得到人们普遍的关注，此项技术的存在感、感知性等都比较强。从表面进行分析，虚拟现实技术以及多媒体技术具有很多共同特征，所以人们能够更快的接受虚拟现实技术，不过虚拟现实技术可以让人们使用计算机来对很多的信息可视化，其属于交互性技术方式，和传统的人机界面采取对比的话能够发现，虚拟现实技术具有更好的应用价值。

电机故障诊断综合实验讲解

电机故障诊断综合实验 课程名称：电气设备故障诊断技术 实验组员；张笑庆（信电09-8） 丁慧慧（信电09-8） 王喜乐（信电09-8） 朱星奎（信电09-8）

目录 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤 (3) 五、数据采集与分析步骤 (4) 六、数据处理 (5) 1、傅里叶变换法 (5) 2、PARK 矢量法 (8) 3、小波变换法 (13) 七、实验总结 (15)

一、实验目的 1、初步了解故障诊断的过程； 2、了解并初步掌握电机转子断条和气隙偏心故障的定子电流频谱分析方法； 3、认识不同的数据处理与故障诊断方法在故障诊断的敏感性和准确性等方面的差异。 二、实验内容 分别采集状态良好的和存在转子断条，气隙偏心，匝间短路故障的三相异步电动机、在不同负载工况下的三相电流数据；然后运用已编制好软件或运用MATLAB自行编程，对测试数据进行频谱分析，根据相应的故障诊断特征频谱分量，判断电机的故障状态。 三、实验原理 当三相电机出现转子断条故障时，电流频谱中会出现特征分量=（1±2ks）*f1，通常k=1时的特征最为明显；当出现气隙偏心故障时，电流频谱中会出现特征分量=f1±mfr，其中fr为转子频率，m为正整数。当三相电动机出现定子匝间短路故障时，通过对三相定子电流运用Park矢量模平方函数进行变换，电流中除了直流分量外还出现了两倍的基频分量。电机稳态运行时，转速相对稳定，故障特征频率也相对稳定，因此，可根据频谱分析结果判断电机有无对应故障。 四、实验步骤 转子断条故障 注意：严格按照实验步骤，同时在调节整定时间时注意安全！ （１）时间继电器的调整。

多源信息融合软件的设计与实现精编WORD版

多源信息融合软件的设计与实现精编W O R D 版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

多源信息融合软件的设计与实现 摘要：针对多源信息类型不一致影响信息利用效率的问题，文章在分析传统多源数据融合模型的基础上，研究了多源信息融合软件的架构及相关技术，设计并开发的软件具有较高的实用价值。 关键词：多源信息；信息融合；软件开发 多源信息融合是通过将多种信源在空间上和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对特点对象的一致性解释与描述。数据融合技术是指利用计算机对获得的信息，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的信息处理技术。主要包括对各类信息源给出有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成，以便辅助人们进行态势/环境判定、规划、探测、验证。 数据格式统一是进行数据处理的前提。由于信息的来源多，数据格式类别差异较大，对于数据处理带来不便。多源信息融合软件能够实现多源异构数据信息整合，对于充分利用信息资源、提高数据处理系统性能具有实用价值。 1 多源数据融合模型 根据对输入信息的抽象或融合输出结果的不同，可以将信息融合分为不同的3级，包括数据级融合、特征级融合及决策级融合。 作为数据级的多源数据融合模型的结构如图1所示。多源数据经过数据清理、数据集成、数据变换，形成有效数据，通过数据处理形成数据挖掘分析等处理工作的有效数据。

数据清理是指去除源数据集中的噪声数据和无关数据，处理遗留数据和清洗脏数据，去除数据域的知识背景上的白噪声，考虑时间顺序和数据变化等。主要包括处理噪声数据，处理空值，纠正不一致数据等。 数据集成就是将多文件或多数据库运行环境中的异构数据进行合并处理，将多个数据源中的数据结合起来存放在一个一致的数据存储中。 数据变换就是将数据变换成统一的适合处理的形式。数据变换主要包括平滑、聚集、属性构造、数据泛化和规范化等内容。 2 多源信息融合软件设计 2.1 软件架构 多源信息融合软件的技术要求是实现多源异构数据向指定关系数据库进行可靠转换。就是按照指定关系数据库的表结构要求，实现多源异构数据的数据导入及格式转换问题。软件的组成框图如图2所示。软件主要包括2个主要模块，多源数据预处理模块和数据导入模块。数据预处理模块主要进行数据清理及格式转换，实现常用的数据（txt、xls、关系数据库等数据）转换为目标数据库支持的数据格式。数据导入实现指定类型数据转换为指定结构数据。 2.2 关键技术 为了保证多源信息软件的可靠运行，需解决数据类型的适应性和扩展性问题，以及数据转换的可靠性、可预制性、数据转换过程的可监督性问题。 2.2.1 基于模块化设计的类型转换

异步电动机矢量控制系统的仿真

异步电动机矢量控制系统仿真 1.异步电机矢量控制系统的原理及其仿真 1.1 异步电动机矢量控制原理 异步电机矢量变换控制系统和直接转矩控制系统都是目前已经获得使用的高性能异步电机调速系统，对比直接转矩控制系统，矢量变换系统有可以连续控制，调速范围宽的优点，因此矢量变换控制系统为现代交流调速的重要方向之一。 本文采用的是转子磁场间接定向电流控制型交流异步电机矢量控制系统[1]，如图1所示。 图1矢量变换控制系统仿真原理图 如果把转子磁链方向按空间旋转坐标系的M轴方向定向，则可得到按转子磁场方式定向下的三相鼠笼式异步电动机的矢量控制方程。 （1） （2） （3） （4）

（5） 上列各式中，是转子励磁电流参考值；是转差角频率给定值；是定子电流的励磁分量；是定子电流的转矩分量；是定子频率输入角频率； 是转子速度；是转子磁场定向角度；是转子时间常数；和分别是电机互感和转子自感。 图4所示控制系统中给定转速和实际电机转速相比较，误差信号送入转速调节器，经转速调节器作用产生给定转矩信号，电机的激磁电流给定信号根据电机实际转速由弱磁控制单元产生，再利用式（1）产生定子电流激磁分量给定信号，定子电流转矩分量给定信号则根据式（2）所示的电机电磁转矩表达式生成。、和转子时间常数Lr一起产生转差频率信号，和ωr相加生成转子磁场频率给定信号，对积分则得到转子磁场空间角度给定信号。和经坐标旋转和2/3相变换产生定子三相电流给定信号、和，和定子三相电流实测信号、和相比较，由滞环控制器产生逆变器所需的三相PWM信号。 1.2 异步电机转差型矢量控制系统建模 在MATLAB/SIMULINK环境下利用电气系统模块库中的元件搭建交流异步电机转差型矢量控制系统[2]，电流控制变频模型如图2所示。 图2 电流控制变频模型图 整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接和实际的主电路相像似，其中主要包括：速度给定环节，PI速度调节器、坐标变换模块、

三相异步电动机电气故障诊断

摘要 随着电能应用的方便，电机设备已被广泛应用于工业生产的各个领域。电机在整个机械系统中起着举足轻重的作用，一旦电机发生故障就会影响整个系统的正常运行，甚至危及人身安全。所以对电机进行故障诊断非常重要。系统分析三相异步电动机的定。转子铁芯故障，转子轴承过热，损坏故障，电动机运行电压不正常，绕组接地，绕组短路，缺相，接地装置等故障的产生原因，并提出相应的具体解决办法。异步电动机的报复是个复杂的问题，在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及启动设备，本文对于异步电动机保护盒故障诊断的方法的研究成果进行了归纳总结，分析说明，这些对异步电机的保护和诊断是有效的。 第1章三相异步电动机的工作原理与结构 1.1 三相异步电动机的基本工作原理 三相异步电动机的定子装有三相对称绕组，当接至三相交流电源时，流入定子绕组的三相对称电流在电机的气隙内产生一个以同步转速n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内，两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时，转子导条切割磁力线产生感应电动势，其方向可用右手定则来判别。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面，用⊕表示，下半部导体中的电动势方向都是穿出纸面，用⊙表示。在转子回路闭合的情况下，转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感，那么电流的方向与电动势的方向相同。 转子载流导体在旋转磁场中将受到电磁力fem的作呕那个，导体所受电磁力的方向可用左手定则来判定。 在正常情况下，异步电动机的转子转速不能达到旋转磁场的转速，即不能达到同步转速n1，而总是略低于n1。例如两极异步电动机的同步转速 n1=3000r／min，在额定负载时，它的转速约为2880r／min。因为如果n=n1，则旋转磁场和转子到底之间将不存在相对运动，因而转子到底电动势、电流和电磁转矩都将变为零、因此转子转速n总是略小于同步转速n1，即运行于异步转速，异步电动机的名称也就由此而来。 旋转磁场的同步转速n1与转子转速n之差称为转差，转差与同步转速n1之比称为转差率s，即 S=﹙n1－n﹚／n1×100% 转差率s是异步电动机的一个非常重要的变量。当负载变化时，转子的

实用电机故障诊断方法总结

交流异步电动机常见故障的分析、诊断及处理 一、异步电动机的故障分析、诊断与处理 电动机的故障大体归纳为电磁的原因和机械的原因两个方面。常见故障分析、诊断与处理如下： 1.异步电动机不能起动： 1.1电动机不能起动，有被拖动机械卡住、起动设备故障和电动机本体故障及其它方面原因： 处理方法：当电动机不能起动的故障时，可使用万用表测量三相电压，若电压太低，应设法提高电压，原因可能有：⑴电源线太细，起动压降太大，应更换粗导线。⑵三角形接线错接成星形接线，又是重载起动，应按三角形接法起动。⑶送电电压太低，应增高电压，达到要求的电压等级。若三相电压不平衡或缺相，说明故障发生在起动设备上。若三相电压平衡，但电动机转速较慢并有异常声响，这可能是负荷太重，拖动机械卡住。此时应断开电源，盘动电动机转轴，若转轴能灵活均衡地转动，说明是负荷过重；若转轴不能灵活均衡地转动，说明是机械卡阻。若三相电压正常而电机不转，则可能是电机本体故障或卡阻严重，此时应使电动机与拖动机械脱开，分别盘动电动机和拖动机械的转轴，并单独起动电动机，即可知道故障所在，作相应的处理。 1.1.1当确定为起动设备故障时，要检查开关，接触器各触头及接线柱的接触情况；检查热继电器过载保护触头的开闭情况和工作电流的调整值是否合理；检查熔断器熔体的通断情况，对熔断的熔体在分析原因后应根据电动机起动状态的要求重新选择；若起动设备内部接线有错，则应按照正确接线改正。 1.1.2 当确定为电动机本体故障时，则应检查定，转子绕组是否接地或轴承是否损坏。绕组接地或局部匝间短路时，电动机虽能起动但会引起熔体熔断而停转，短路严重时电动机绕组很快就会冒烟。 检查绕组接地常采用的方法:用兆殴表检查绕组的对地绝缘电阻，若存在接地故障，兆殴表指示值为零。绕组短路:通常用双臂电桥测直阻的平衡情况，对于绕组接地、匝间短路的处理通常都是重新绕制绕组。 1.1.3其它原因 由于轴承损坏而造成电动机转轴窜位、下沉、转子与定子磨擦乃至卡死时，应更换轴承。 若在严冬无保温，环境较差场所的电动机，应检查润滑脂。 2、鼠笼式电动机起动后转速低于额定值 2.1电动机运行时的转速降低： 2.1.1电源电压；如端电压降低，则电机起动转矩减小，转速降低。若检查是电压太低，则应提高电源电压。电动机接线错误，绕组应是三角形接线而错接成星形的也会使相电压降低。 2.1.2转子电阻；若鼠笼转子导条断裂或开焊，表现为转速和起动转矩下降。导条断裂和开焊，首先可进行直观检查，也可借助于仪表检查。直观检查:就是查看鼠笼导条有没有电弧灼痕，有无断裂和细小裂纹，端环连接是否良好。借助于仪表检查:一种方法是在电动机运行时，看指示电动机定子电流的电流表。在鼠笼转子导条断裂或开焊故障时，电流表指针将来回摆动。对于未装设电流表的电动机，可将电动机的定子绕组串联电流表后接到15-20%Ue（Ue为额定电压）的三相交流电源上，（用三相自耦调压器调压），盘动电动机转轴，随着转子位置不同，定子电流会发生变化，指针突然下降处即导条断裂或开焊处。 2.2若检查是被拖动机械轻微卡住，使转轴转不灵活，也会使电动机勉强拖动负载

基于PLC电机故障诊断系统设计

基于PLC电机故障诊断系统设计 摘要：随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。 关键词：PLC电机故障诊断系统设计 中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0278-02 在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。 一、电机系统的组成和工作原理 PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组

成[1]。上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。电机故障诊断系统的框架图如下： 当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障，PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。在关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸（电机“开/关”指示灯灭），故障声光报警后，按下报警复位按钮进行系统复位完成关机动作[2]。 二、PLC的组成 PLC的组成主要包含：中央处理器、存储器、输入/输出模块、电源、外部设备接口及输入/输出扩展单元等组成。它

多信息融合技术概述

本次讲座主要讲了多源数据融合的定义、应用领域、所具有的优势、信息融合的级别、通用处理结构、主要技术方法、要解决的几个关键问题和未来的主要研究方向。下面就围绕这几个方面进行阐述。 多源信息融合是一种多层次，多方面的处理过程，包括对多源数据进行检测、相关、组合和估计，从而提高状态和身份估计的精度，以及对战场态势和威胁的重要程度进行实时完整的评估。简单说，多源信息融合就是对多源信息进行综合处理，从而得出更为准确、可靠的结论。例如我们感知天气，通过我们的体表感觉温度的高低，通过眼睛观察天气的晴朗或阴雨，通过耳朵听风的大小，然后将这些信息通过大脑的综合处理，对天气有一个总体的感知定位。 多源信息融合在各个领域都有着广泛的应用。如军事上进行战场监视、图像融合，包含医学图像融合等、工业智能机器人（对图像、声音、电磁等数据进行融合，以进行推理，从而完成任务）、空中交通管制（由导航设备、监事和控制设备、通信设备和人员四部分组成）、工业过程监控（过程诊断）、刑侦（将人的生物特征如指纹、虹膜、人脸、声音等信息进行融合，可提高对人身份识别的能力）、遥感等。 信息融合技术越来越受到人们的重视，这时因为它在信息处理方面具有一定的优势。增强系统的生存能力，也就是防破坏能力，改善系统的可靠性；可以在时间、空间上扩展覆盖范围；提高可信度，降低信息的模糊度，如可以使多传感器对同一目标或时间加以确定；提高空间分辨率，多传感器信息的合成可以获得比任一单传感器更高的分辨率；增加了测量空间的维数，从而使系统不易受到破坏。 信息融合的级别有多种分类方法，若按数据抽象的层次来分，可分为数据级融合、特征级融合和决策级融合。数据级融合是直接对传感器的观测数据进行融合处理，然后基于融合后的结果进行特征提取和判断决策。数据级融合的精度高，但由于数据量大，故处理的时间长，代价高，数据通信量大，抗干扰能力差，并且要求传感器是同类的。多应用在多源图像复合、同类雷达波形的直接合成等。特征级融合是先由每个传感器抽象出自己的特征向量（比如目标的边缘、方向、速度等信息），融合中心完成的是特征向量的融合处理。这种融合级别实现了可观的数据压缩，降低了通信带宽的要求，有利于实现实时处理，但却损失了一部分有用信息，使融合性能有所降低。决策级融合是先由每个传感器基于自己的数据作出决策，然后融合中心完成的使局部决策的融合处理。这种级别的融合数据损失量大，相对来讲精度低，但却抗干扰能力强，通信量小，对传感器依赖小，不要求同质传感器，融合中心处理代价低。 图1、集中式结构 多源数据融合的通用结构有集中式结构、分布式结构和混合式结构。集中式结构是所有传感器的数据直接送给融合中心进行处理，结构如图1所示。 分布式结构是融合中心收到的是经过局部处理的数据，结构如图2所示。混合式结构是

异步电机控制系统PI参数计算

异步电机控制系统PI 参数计算 对于一个控制系统，在设计PI 调节器的参数时，应该先根据系统的传递函数计算出PI 参数的数量级，然后根据系统的响应性能进一步优化PI 参数值。 下面以异步电机控制系统电流环PI 参数推导为例，讲解异步电机控制器PI 参数的设计方法。 1. 异步电机的矢量控制电流环和转速环 异步电机的矢量控制电流环和转速环如上图所示。 上述控制量的传递过程是：给定转速与反馈转速进行转速PI 调节输出sq *i ，给定电流与反馈电流经过电流控制器的PI 调节后生成给定电压信号sq *U ，此电压信号用于产生转子磁链，要计算控制器的PI 参数值，首先要计算出相关的传递函数，再利用PI 调节器对系统进行校正，根据给定的ξ和n ω计算出K P 和K i 值。 下面推导电流环sq *U 与rd ?的传递函数。 矢量控制系统已有几种方案获得成功应用，包括转子磁场定向矢量控制、气隙磁场矢量控制、定子磁场矢量控制，所谓磁场定向就是规定d 轴与磁场方向的关系，当取d 轴与转子磁场方向重合时，就是转子磁场定向当取dq 坐标系的旋转速度与定子磁场同步旋转速度相同时，此时转子磁通在q 轴的分量为零，目前应用最广泛的就是按转子磁场定向的矢量控制。 此时： r rm rd ???== 2.38 0rt rq ==?? 2.39

ωωω-=1s 2.40 磁链方程：rd m sd s i L i L +=sd ? rq m sq s i L i L +=sq ? 2.41 rd r sd m i L i L +=rd ? 0sq =+=rq r sq m i L i L ? 由以上四式解出rd i 、rq i 与sd i 、sq i 的关系： r sq m rq L i L i - = 2.42 )(1 sd m rd r rd i L L i -=? 2.43 根据文件上《异步电机dq 坐标系上的数学模型推导》得出： sq dqs sd sd s sd P i R u ?ω?-+= sd dqs sq sq s sq P i R u ?ω?-+= 0=+=rd rd r rd P i R u ? 2.44 0=+=rd dqr rq r rq i R u ?ω 在鼠笼式异步电机中rd u 、rq u 为0。 下面把转子磁链用sd i 表示。 sd r m rd i P T L 1 +=? 2.46 转差频率为： rd r sq m dqr dqs s T i L ?ωωωωω= -=-=1 2.45 式中r T 为转子时间常数，r r r R L T = 将（2.38）、（2.39）、（2.41）代入（2.44）化简后可得：

全国液压系统维修及故障诊断技术培训班

目录 第一章液压传动基本知识 (33) 一、液压传动的工作原理 (33) 二、液压传动工作特性 (33) 三、液压传动系统的组成 (44) 四、液压传动系统的图形符号 (55) 第二章常用液压元件 (55) 一、液压泵 (55) 二、液压缸 (88) 三、液压马达 (1010) 五、液压辅助元件 (1414) 第三章液压系统的使用维护与管理 (1616) 一、液压系统的安装与试压 (1616) 二、液压系统的正确使用 (1717) 三、液压系统的维护 (1717) 四、液压系统的点检管理 (1919) 五、运行中期液压设备的管理要点 (2121) 六、常用液压元件的维护与修理 (2121) 第四章工作介质的使用和管理 (2626) 一、工作介质的种类 (2626) 二、对工作介质的基本要求 (2727) 三、液压油液的基本性质 (2727) 四、工作介质的选用 (2828) 五、工作介质的储存保管 (3030) 六、液压系统的换油方式 (3030)

七、工作介质的取用 (3030) 八、工作介质变质的原因 (3131) 九、工作介质变质的控制 (3131) 十、工作介质的合理使用 (3232) 第五章液压系统的泄漏与密封....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统的泄漏............................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统的密封............................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。第六章液压系统的污染控制......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统污染的原因......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统污染的类型及危害................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 三、液压系统污染的控制......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 四、工作介质的污染度测定....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。第七章液压系统故障诊断........................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 一、液压系统故障的概念......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 二、液压系统故障分类........................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 三、液压系统故障的特点......................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 四、液压系统故障对设备及其工作的影响........... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 五、液压系统故障诊断的工作内容................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 六、液压系统常见故障现象及其原因............... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 七、液压系统故障排除的步骤..................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 八、液压系统故障诊断的层次和方法............... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 九、液压系统常见故障分析....................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 十、现代液压故障诊断的技术途径................. 错误!未定义书签。错误!未定义书签。

三相异步电动机的故障判断及处理

万方数据

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三相异步电动机的故障判断及处理 作者：徐坤 作者单位：辽宁职业学院 刊名： 农机使用与维修 英文刊名：FARM MACHINERY USING & MAINTENANCE 年，卷(期)：2011(2) 参考文献(2条) 1.赵承获;姚和芳电机与电气控制技术 2001 2.王庆伯三相电动机修理指导 1997 本文读者也读过(10条) 1.潘宗英浅析三相异步电动机定子绕组故障的查找及处理[期刊论文]-中国科技信息2006(24) 2.刘焕君三相异步电动机故障检查与维修[期刊论文]-黑龙江造纸2011,39(1) 3.莫司丞浅谈三相异步电动机的故障及对策[期刊论文]-科技信息2010(36) 4.王文娟关于三相异步电动机的保护分析[期刊论文]-西部大开发（中旬刊）2010(9) 5.姚飞.许安平.王磊三相异步电动机的缺相运行及其保护措施[期刊论文]-内江科技2008,29(12) 6.张友昌.Zhang Youchang变压器冷却装置控制方式的改进措施[期刊论文]-电工技术2005(11) 7.侯兰香.生国锋.HOU Lan-xiang.SHENG Guo-feng三相异步电动机过热故障简析及修复[期刊论文]-枣庄学院学报2006,23(5) 8.朱英明.ZHU Ying-ming三相异步电动机故障的综合分析与排除方法[期刊论文]-机床电器2007,34(2) 9.韩丽芳.Han Lifang三相异步电动机定子绕组故障的检测及应急处理[期刊论文]-机械管理开发2007(2) 10.王敏.WANG Min三相异步电动机单相运行故障分析[期刊论文]-电机与控制应用2008,35(2) 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/0a6250035.html,/Periodical_njwx201102040.aspx

感应电机矢量控制系统的仿真

《运动控制系统》课程设计学院： 班级： 姓名： 学号： 日期： 成绩：

感应电机矢量控制系统的仿真 摘要：本文先分析了异步电机的数学模型和坐标变换以及矢量控制基本原理，然后利用Matlab /Simulink软件进行感应电机的矢量控制系统的仿真。采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器，再进行功能模块的有机整合，构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明了该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强，验证了交流电机矢量控制的可行性和有效性。 关键词：异步电机；坐标变换；矢量控制；Simulink仿真 一、异步电机的动态数学模 型和坐标变换 异步电机的动态数学模型是一个 高阶、非线性、强耦合的多变量系统， 异步电机的数学模型由下述电压方 程、磁链方程、转矩方程和运动方程 组成。 电压方程： 礠链方程： 转矩方程： 运动方程： 异步电机的数学模型比较复杂， 坐标变换的目的就是要简化数学模 型。异步电机数学模型是建立在三相 静止的ABC坐标系上的，如果把它变 换到两相坐标系上，由于两相坐标轴 互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦 合，仅此一点，就会使数学模型简单 了许多。 （1）三相--两相变换（3/2变换） 在三相静止绕组A、B、C和两相 静止绕组a、b 之间的变换，或称三相 静止坐标系和两相静止坐标系间的变 换，简称 3/2 变换。 （2）两相—两相旋转变换（2s/2r变 换） 从两相静止坐标系到两相旋转坐 标系 M、T 变换称作两相—两相旋转 变换，简称 2s/2r 变换，其中 s 表 示静止，r 表示旋转。

电动机三种典型振动故障的诊断演示教学

电动机三种典型振动故障的诊断 1 引言 某造纸厂一台电动机先后出现了三种典型的振动故障: (1) 基础刚性差; (2) 电气故障; (3) 滚动轴承损坏。 现将诊断分析及处理过程进行简单的描述和总结: 此电动机安装于临时混凝土基础上，基础由四根混凝土支柱支撑于二楼楼板横梁上，基础较为薄弱。电动机运行时振动较大，基础平台上感觉共振强烈。没有发现其他异常。 电动机结构型式及技术参数如下: 三相绕线型异步电动机 型号:yr710-6 额定功率:2000kw 额定转速:991r/min 工作频率:50hz 额定电压:10kv 极数:6 滚动轴承:联轴节端nu244c3; 6244c3 末端: nu244c3 (fag) 针对本电动机的特点,采用entek data pactm 1500数据采集器＋9000a-lbv加速度传感器; enmoniter odyssey软件进行振动数据的采集和分析: 2 电动机基础刚性弱的诊断过程 2001年8月21日，采用entek data pactm 1500数据采集器对此电动机进行测试。首先，

断开联轴节，进行电动机单试。测量电动机两端轴承座处水平、垂直、轴向三个方向的振动速度有效值(mm/s rms)、振动尖峰能量(gse)幅值及频谱;测量电动机地脚螺栓、基础、基础邻近台板各点及台板下支撑柱上各点的振动位移峰峰值(μm p-p); 测量电动机两侧轴承座 水平、垂直方向的工频(1×n)振动相位角。将电动机断电，采集断电瞬间前后电动机振动频谱瀑布图。 之后，重新找正对中，带负荷运行进行测试，测试内容同上。 测点位置如图1所示;对电动机基础、地脚螺栓及台板各点振动幅值进行测量的数据如图2、图3所示。 图1 图2 振动数据侧视图

异步电动机综合控制系统设计

摘要：本文设计了一种基于PLC的异步电动机调速与定位综合控制系统 ,应用模糊-PI复合控制算法实现了异步电动机的速度控制,应用比例因子自调整模糊控制算法实现了异步电动机的位置控制。该系统集异步电动机速度控制和位置控制为一体,达到了一定的控制精度。 1 引言 随着变频调速技术的不断发展，交流传动系统的性能突飞猛进。交流异步电动机以其低廉的造价、坚固的结构得到了越来越广泛的应用。在交流传动的许多应用场合中，均对电机的调速性能和定位性能提出了较高的要求。例如在加工设备和机床的主轴伺服系统中，主轴应兼备速度和位置控制的功能；在住宅小区和高层建筑的恒压供水系统中，要求电机有较高的调速性能；在炼钢转炉的准确定位、堆垛机械的位置控制系统中，要求电机有精确的定位功能。在上述应用场合中，异步电动机以其大功率、高性价比的独特优势而占有一席之地，但同时其调速性能和定位性能却不甚完美，尚需完善。 本文提出了一种基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。该系统在没有增加硬件投资的情况下集异步电动机速度控制和位置控制为一体，应用模糊控制策略，达到了一定的控制精度。 2 硬件设计 异步电动机综合控制系统硬件如图1所示。图1中，上位计算机和PLC通过变频器对异步电动机进行速度和位置控制。通过旋转编码器的脉冲计数值可以获得异步电动机的速度和位置信息。脉冲计数由PLC完成，并不断与上位机通讯，将计数值传送给上位机。上位机根据PLC 传送过来的脉冲计数值得到速度和位置信息，根据不同的控制策略，得到输出控制量——速度给定值，再传送给PLC，经过PLC的A/D转换模块，将速度给定值的模拟量送到变频器的模拟控制端进行控制，形成闭环控制。

三相异步电动机故障判断及排除方法

三相异步电动机故障判断及排除方法 三相异步电动机的故障可分为两大类：机械故障和电磁故障。 区分电磁故障还是机械故障可以通电进行判断，如果通电运转时故障出现，断电后故障仍出现说明是机械故障；如果通电运转时故障出现，断电后故障随即消失则是电磁故障。 三相异步电动机故障判断步骤 通过"望、闻、问、切"四个步骤能够有效查找、判断电动机故障所在。 ①望。先检查机械部分的问题，如风叶，轴承，转轴，基座，端盖等是否有磨损。再进行绕组绝缘的检查，如是否有接地、断路或相间短路。②闻。听电机转动是否有噪音。如：咕噜、咝咝声音等。③问。向使用单位了解电机工作地点的环境情况，及电机使用的情况。④切。通过红外测温仪进行测温，一般轴承温度最高不应超过80度。 三相异步电动机故障排除方法 我矿电动机出现的问题一般集中在不能起动（望）、运行中有噪音（闻）、绝缘电阻偏低（问）、轴承过热（切）这四个方面。 1.不能起动 首先应立刻切断电源，仔细观察，看接线是否有问题，机械部分是否有卡死等故障，然后检查是否超出负荷，如果都不是就说明是内部定子或转子绕组出现问题。 2.运行中有噪音 仔细听电机发出的声音，如果发出咕噜声一般就是轴承滚珠损坏，发

出咝咝声一般情况就是因为缺油引起的，转子松动也可以引起噪音，就需要重新固定转子。另外一种情况就是定子与转子经长期高温作用产生形变，致使之间的间隙过小，所发生摩擦，这就需要我们把发生形变的部分打磨，使其符合要求。如示意图2所示。 3.绝缘电阻偏低 井下的工作环境是多变的，根据使用单位提供的信息有助于我们更好判断故障。我们在进行电机故障判定之前也是总要先进行询问电机的运转情况及使用地点的环境情况。在潮湿的环境里电机内部极易进水导致绝缘值偏低，另外由于绕组上的油污也极易导致绝缘值下降，还有一种情况就是绝缘的老化，这种情况就必须要更换绝缘。 4.轴承过热 通过红外测温仪，我们可以准确迅速地了解轴承的温度，轴承过热严重的甚至有焦味和黑烟，这说明电动机长时间有大电流运行，导致产生大量热。这有可能是因为端盖与轴承过紧导致卡死无法转动。也有可能是因为端盖两侧不平，致使电机无法正常运转。还有就是润滑用的油脂中含有燃点较低的杂物，最后的一种情况就是因为轴承严重损坏，致使电机无法正常运转。

电机基本知识及故障诊断

电机基本知识及故障诊断 南阳防爆集团有限公司 赵泰忠 二00四年五月

电机基本知识及故障诊断 一、电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称，通常分为直流电机和交流电机两大类，交流电机分为异步电机与同步电机两类。 1、同步电机 转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机，它具有可逆性。可作发电机运行，也可作电动机运行，还可作补偿机运行。 2、异步电动机 异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的，但又是通过电磁感应而相互联系的，其转子转速永远低于旋转磁场的转速，即存在有转差率，故称为异步电动机。 工作原理：电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场，假设旋转磁场为顺时针转动，静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流，通电导体在磁场中受力，且此转矩与磁场旋转方向一致，所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。 3、电机产品型号编制方法 产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，示例： YB2 - 200L-2 WF1 特殊环境代号（户外防中等腐蚀） 规格代号（中心高-铁心长度-极数/大 型电机用功率-极数/铁心外径表示） 产品代号（隔爆型三相异步电动机）

我公司低压电机（1140V及以下）主要产品代号有：Y、YDDC、YA、YB2、YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、 YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等；高压电机（3000V及以上）主要产品代号有：Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。 常用特殊环境代号有：W（户外型）、WF1（户外防中等腐蚀型）、WF2（户外防强腐蚀型）、F1（户内防中等腐蚀型）、F2（户内防强腐蚀型）、TH（湿热带型）、WTH（户外湿热带型）、TA（干热带型）、T（干、湿热合型）、H（船或海用）、G（高原用）。 4、工作制（S类） S1—连续工作制 S2—短时工作制 S3--断续周期工作制 S4—包括起动的断续工作制 S5—包括电制动的断续工作制 S6—连续周期工作制 S7—包括电制动的连续周期工作制 S8—包括变速负载的连续周期工作制 S9—负载和转速非周期变化工作制 5、防护型式：IPXX 第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表；

异步电机矢量控制设计

异步电机的矢量控制设计及仿真

前言 异步电机的矢量控制设计及仿真在矢量控制技术出现之前，交流调速系统多为V / f 比值恒定控制方法，又常称为标量控制。采用这种方法在低速及动态（如加减速）、加减负载等情况时，系统表现出明显的缺陷，所以交流调速系统的稳定性、启动、低速时的转矩动态相应都不如直流调速系统。随着电力电子技术的发展，交流异步电机控制技术全面从标量控制转向了矢量控制，采用矢量控制的交流电机完全可以和直流电机的控制效果相媲美，甚至超过直流调速系统。 矢量变换控制(以下简称VC)技术的诞生和发展为现代交流调速技术的发展提供了理论基础。交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用了参数重构和状态重构的现代控制理论概念可以实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦，实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程。这就使得交流调速系统的动态性能得到了显著的改善和提高，从而使交流调速最终取代直流调速系统成为可能。实践证明，采用矢量控制方法的交流调速系统的优越性高于直流调速系统。矢量控制原理的出现也促进了其它控制方法的产生，如多变量解耦控制等方法。 七十年代初期，西门子公司的F .Blashke和W .Flotor提出了“感应电机磁场定向的控制原理”，通过矢量旋转变换和转子磁场定向，将定子电流按转子磁链空间方向分解成为励磁分量和转矩分量，这样就可以达到对交流电机的磁链和电流分别控制的目的,得到了类似于直流电机的模型,然后模拟直流电机进行控制，可以获得良好的静、动态调速性能。本文分析异步电机的数学模型及矢量控制原理的基础上, 利Matlab/Simulink中SimPowerSystems模块,采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链调节器模块、速度调节模块, 再进行功能模块的有机整合, 构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强, 验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。 1.异步电机的VC 原理 1.1 坐标变换 坐标变换的目的是将交流电动机的物理模型变换成类似直流电动机的模式，这样变换后，分析和控制交流电动机就可以大大简化。以产生同样的旋转磁动势 为准则，在三相坐标系上的定子交流电机A i、B i、C i，通过3/2变换可以等效成