基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法技术

一种基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法，包括状态划分和频段校正；首先获取三相电机的电流信号和振动信号，通过构建三个针对三相电流信号的故障指标，并联合小波阈值降噪后的振动信号故障指标，实现电机健康状态划分；再利用多层小波分解振动信号，并通过分解后的多层细节信号的平方包络谱之间故障特征频率的同步校正，实现电机轴承的故障诊断；本发明专利技术克服了传统方法需要人为判断、费时费力且容易产生误判的缺点，提高三相电机故障诊断的及时性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法
本专利技术属于三相电机故障诊断
，具体涉及一种基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法。
技术介绍
三相电机由于其结构简单、运行稳定、重量较轻且成本低廉，在轴流风机、水泵及机床等机械设备上得到了广泛的应用。三相电机在工作时，会经常性的启停与逆转，并受到频繁且显著的机械振动和冲击，且其内部温度会随着运行时长增加而逐渐升高。在上述工作条件下，随着服役时间增加，三相电机的健康状态会出现明显退化，导致故障频发，从而引发经济损失甚至人员伤亡。因此开展三相电机故障的实时诊断，在出现故障时及时判断故障类型，可以为设备运行维护提供科学指导。电机的常见故障主要包括定子故障、转子故障和电机轴承故障。近年来，当三相电机运行出现异常时，维护人员通常利用经验知识进行电机的故障诊断，即根据一些通用健康指标的趋势变化判断电机的健康状态，或者通过人为分析振动信号频谱进行故障诊断。上述方法需要人工判断，费时费力且很容易产生误判；此外，上述方法过于依赖专家先验知识，从而导致维护难度增大。因此，利用三相电流和单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法，其特征在于：包括状态划分和频段校正；首先获取三相电机的电流信号和振动信号，通过构建三个针对三相电流信号的故障指标，并联合小波阈值降噪后的振动信号故障指标，实现电机健康状态划分；再利用多层小波分解振动信号，并通过分解后的多层细节信号的平方包络谱之间故障特征频率的同步校正，实现电机轴承的故障诊断。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法，其特征在于：包括状态划分和频段校正；首先获取三相电机的电流信号和振动信号，通过构建三个针对三相电流信号的故障指标，并联合小波阈值降噪后的振动信号故障指标，实现电机健康状态划分；再利用多层小波分解振动信号，并通过分解后的多层细节信号的平方包络谱之间故障特征频率的同步校正，实现电机轴承的故障诊断。


2.一种基于状态划分与频段同步校正的三相电机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建故障指标：
采集三相电机的振动信号和三相电流信号，根据不同故障类型之间的差别，提取小波阈值降噪后的振动信号故障指标sym8_k，并构建三个针对三相电流信号的故障指标pp_d、pp_min和dbfp_d，具体步骤如下：
1.1)振动信号故障指标sym8_k：
用sym8小波对振动信号进行阈值降噪，并去除降噪后振动信号首尾各5s信号；计算剩余振动信号的峭度值的平方，得到故障指标sym8_k，如式(1)所示：



其中，x为降噪以及去除首尾后的振动信号，N为振动信号中的采样点数；
1.2)三相电流信号故障指标pp_d：
计算各相电流峰峰值，具体如式(2)-式(4)所示：









其中，IU、IV、IW分别为U、V、W相的电流信号，与此对应，分别为U、V、W相的电流峰峰值；
计算最大峰峰值与最小峰峰值的差值，并取差值的平方作为pp_d：



1.3)三相电流信号故障指标pp_min：
pp_min为各相电流峰峰值的最小值的平方，即



1.4)三相电流信号故障指标dbfp_d：
利用db10小波对IU、IV和IW分别进行四层分解，提取小波分解后的第一层细节分量，并进行傅里叶变换，得到频谱f(n)，然后计算各相对应频谱的最大值，即：









其...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷亚国，王文廷，李乃鹏，邢赛博，王彪，杨彬，李熹伟，姜鑫伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61