本文關(guān)鍵詞：基于電流及振動信號的電機滾動軸承故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電機作為重要的電氣設(shè)備廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造及運輸?shù)阮I(lǐng)域。滾動軸承是電機中重要的組成部件,其運行狀態(tài)直接影響電機,甚至整個系統(tǒng)的性能。電機軸承內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)并且承受徑向載荷的作用,這種惡劣的工作環(huán)境導(dǎo)致軸承故障約占電機故障的40%。因此及時的實時監(jiān)控以及準(zhǔn)確的故障檢測具有重要意義,也是軸承故障診斷技術(shù)的研究重點。 本文從軸承的結(jié)構(gòu)入手,分析了軸承故障機理和常見的幾種故障類型,以故障特征頻率為主要的判別依據(jù),研究了基于電流信號、振動信號以及兩者融合的軸承故障診斷理論和方法。主要分析了電流信號特征與軸承振動的關(guān)系,研究了基于電流信號幅值恢復(fù)算法的電機軸承故障診斷理論和方法,以濾除電流基波,凸顯出故障諧波,減少電流基波對故障諧波的影響。對軸承的振動信號進(jìn)行了時域和頻域分析,研究了基于IIR型巴特沃斯濾波器和希爾伯特變換的振動信號包絡(luò)分析,實現(xiàn)了基于振動信號共振解調(diào)法的軸承故障診斷技術(shù),該方法可有效診斷出軸承故障及其發(fā)生位置。研究了信號互相關(guān)分析理論,將電流信號的諧波譜和振動信號的包絡(luò)譜通過互相關(guān)算法相融合,實現(xiàn)了多源信息融合的軸承故障診斷。選擇振動及電流傳感器,使用NI公司生產(chǎn)的PXI系列設(shè)備搭建了測試平臺,采用Lab VIEW軟件設(shè)計了信號采集及處理程序,對人工破壞的故障軸承進(jìn)行了實驗,并與正常軸承進(jìn)行對比,驗證了本文所研究方法的可行性。 在上述理論分析、研究的基礎(chǔ)上,課題組采用STM32F3系列處理器設(shè)計了信息采集接口電路,并將采集到的信息發(fā)送到PC主機上,同時編寫了上位機軟件,通過采集電機運行時的數(shù)據(jù),實現(xiàn)了對電機軸承的在線監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：幅值恢復(fù) 共振解調(diào) 信號融合 電機軸承故障診斷
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 電機軸承故障診斷研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 電機軸承故障診斷方法13-14
• 1.2.2 基于振動信號軸承故障診斷14-16
• 1.2.3 基于電流信號軸承故障診斷16-18
• 1.3 存在問題與發(fā)展趨勢18-19
• 1.3.1 存在問題18
• 1.3.2 發(fā)展趨勢18-19
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排19-22
• 第2章 滾動軸承故障機理及測試平臺搭建22-36
• 2.1 滾動軸承故障機理分析22-26
• 2.1.1 滾動軸承結(jié)構(gòu)22
• 2.1.2 滾動軸承振動機理22-24
• 2.1.3 電機軸承故障對電流的影響24-25
• 2.1.4 滾動軸承常見故障類型25-26
• 2.2 基于LabVIEW的測試平臺的搭建26-34
• 2.2.1 虛擬儀器LabVIEW26-28
• 2.2.2 硬件接口設(shè)計28-31
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計31-32
• 2.2.4 軸承故障模擬32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-36
• 第3章 基于電流幅值恢復(fù)算法的滾動軸承故障診斷36-46
• 3.1 定子電流故障特征分析36-37
• 3.2 幅值恢復(fù)算法37-40
• 3.3 LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)40-44
• 3.3.1 過零檢測程序?qū)崿F(xiàn)40-41
• 3.3.2 幅值恢復(fù)法程序?qū)崿F(xiàn)41-42
• 3.3.3 實驗結(jié)果分析42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第4章 基于振動信號的滾動軸承故障診斷46-62
• 4.1 振動信號常用分析方法46-47
• 4.2 振動信號的時域參數(shù)分析47-49
• 4.2.1 有量綱參數(shù)分析47
• 4.2.2 無量綱參數(shù)分析47-49
• 4.3 振動信號的頻域分析49-51
• 4.4 共振解調(diào)分析法51-55
• 4.4.1 帶通濾波器的選擇52-53
• 4.4.2 希爾伯特變換法53-55
• 4.5 LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)55-61
• 4.5.1 時域分析的程序?qū)崿F(xiàn)55-56
• 4.5.2 頻譜分析的程序?qū)崿F(xiàn)56-58
• 4.5.3 共振解調(diào)的程序?qū)崿F(xiàn)58
• 4.5.4 實驗結(jié)果分析58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 基于電流與振動融合的滾動軸承故障診斷62-68
• 5.1 融合算法的特點62
• 5.2 電流信號與振動信號的融合技術(shù)62-64
• 5.2.1 電流信號與振動信號互相關(guān)分析62-63
• 5.2.2 信號融合流程63-64
• 5.3 LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)64-66
• 5.3.1 相關(guān)算法的實現(xiàn)64-66
• 5.3.2 實驗結(jié)果分析66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第6章 滾動軸承在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計68-76
• 6.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計68-71
• 6.2 實驗過程71-72
• 6.3 結(jié)果分析72-74
• 6.4 本章小結(jié)74-76
• 第7章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76
• 7.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：399430