本文關(guān)鍵詞：基于電機電流的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷識別方法研究

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【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)中,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為推動機械運轉(zhuǎn)的核心部件,被廣泛應(yīng)用于汽輪機組、航空發(fā)動機、離心泵以及工業(yè)壓縮機等旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中。這些設(shè)備都為人們的生產(chǎn)生活所利用,在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮著無可替代的作用。由于使用范圍的廣闊性,使得在不同設(shè)備和不同環(huán)境下,轉(zhuǎn)子承受載荷的情況復(fù)雜多變,常常會受到諸如穩(wěn)態(tài),瞬態(tài),沖擊,線性,非線性等不同類型載荷的作用。大量的工程實踐表明,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)受載的情況會直接影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的強度和壽命,一旦載荷的大小超出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)所能夠接受的范圍,其后果將不堪設(shè)想。同時,整個旋轉(zhuǎn)機械的故障狀況也與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的受載有一定聯(lián)系,因而尋找轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷的變化規(guī)律,對于確保轉(zhuǎn)子系統(tǒng)乃至整個旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的安全、高效、長期運行,進(jìn)而避免事故和經(jīng)濟(jì)損失的發(fā)生,具有重大的意義。為了解決這一問題,本文結(jié)合載荷識別技術(shù)和電機電流監(jiān)測技術(shù),對基于電機電流的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷識別方法進(jìn)行了研究。首先,本文闡述了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷識別的研究背景和意義,并對當(dāng)前國內(nèi)外載荷識別技術(shù),電機電流診斷和監(jiān)測技術(shù)的研究動態(tài)做出了論述。其次,利用拉格朗日方程建立了單跨轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)在電機mt坐標(biāo)下的耦合數(shù)學(xué)方程和滾筒提升機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機電耦合方程。通過在simulink中構(gòu)建仿真模型并在模型中加載不同類型的載荷,得到了各載荷狀態(tài)下電機電流時域、頻域變化規(guī)律,從而揭示了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)載荷和電機電流關(guān)系。為了進(jìn)一步從電機電流信號中獲取到有關(guān)載荷的信息,提出了遺傳編程優(yōu)化時域特征量,EMD經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夂拖　柌啬Ａ咳N行之有效的特征提取方法。實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不同類型載荷激勵下電流中載荷信息挖掘的目的。在此基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常見的五類載荷進(jìn)行了定性和定量識別。在定性識別中,提出了基于小波包變換和電機定子等效直流電的識別方法。這種方法通過將電機三相定子電流轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的等效直流電,然后再用小波包變換對直流電進(jìn)行處理,就可以在得到的小波系數(shù)中識別出載荷的類型。在載荷的定量識別中,提出了兩種可行的方法。方法一利用了異步電機-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機電耦合模型,在對方程變形修改后,由電流反解出作用在系統(tǒng)上的載荷。方法二在已知載荷類型的基礎(chǔ)上,借助支持向量機回歸方法和載荷特征提取方法實現(xiàn)了定量識別載荷的目的。最后,設(shè)計了轉(zhuǎn)子加載試驗系統(tǒng),針對試驗條件和要求制定了合理的試驗方案,并按照此方案完成了不同載荷作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的試驗。以試驗的分析結(jié)果為根據(jù),修正和改進(jìn)了異步電機—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型,驗證了載荷定性識別和定量識別方法的正確性和實用性。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM303.3

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本文編號：1229815