【摘 要】
:
智能化电机驱动的关键技术之一就是实现设备的故障预测与健康管理,旋转机械的健康状态监测是保证工业过程可靠性的一项重要任务。基于此研究背景,《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006~2020年)》、《中国制造2025》和《机械工程学科发展战略报告(2011-2020年)》无一不将旋转电机设备及其关键零部件如电机等的故障监测、预警维护及健康管理技术列为优先内容和重要研究方向。因此,本课题开展了伺服电机
【基金项目】
:
哈工大-南京西门子数控有限公司合作项目“基于伺服驱动器信号分析的机械传动链智能安全监测技术研究”
论文部分内容阅读
智能化电机驱动的关键技术之一就是实现设备的故障预测与健康管理,旋转机械的健康状态监测是保证工业过程可靠性的一项重要任务。基于此研究背景,《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006~2020年)》、《中国制造2025》和《机械工程学科发展战略报告(2011-2020年)》无一不将旋转电机设备及其关键零部件如电机等的故障监测、预警维护及健康管理技术列为优先内容和重要研究方向。因此,本课题开展了伺服电机轴承-不对中复合故障诊断的研究。本文针对轴承-不对中复合故障提出了基于伺服电机转速信号的故障诊断方法,首先推导了各单一故障激励产生的附加转矩表达式,接着探究了由复合故障激励带来的电机转速变化,从理论分析了转速法实现复合故障诊断的可行性。而后在Simulink中搭建了复合故障激励下的仿真模型,仿真结果验证了转速法诊断机理的正确性。为了更接近实际工况,在实验室搭建了基于Zynq-7020高性能SoC芯片的伺服驱动故障诊断平台,实验表明复合故障中轴承这类微弱故障信号的检测易受安装不对中等故障的干扰,会使得传统诊断算法失效。针对轴承故障的特征提取失效问题,以轴承外圈故障和安装不对中故障的复合故障为例,对比分析了谱峭度法和最大相关峭度解卷积算法的优劣。针对谱峭度算法,采用基于最小均方差准则的线性预测模型对复合故障信号进行预处理,提高了谱峭度算法的诊断效果,但其仅能提示峭度最大的频带区间作为最佳滤波带,容易忽略次共振频带区间,进而造成误诊断。另一方面,采用最大相关峭度解卷积算法从轴承-不对中复合故障中提取轴承故障特征,但该算法的效果受到解卷积周期和滤波器长度等参数的影响。为了提高最大相关峭度解卷积算法的特征提取效果,首先基于局部均值分解对复合故障信号进行预处理以提高其信噪比,针对其易受解卷积周期和滤波器长度等滤波器参数影响的问题,提出基于粒子群算法的解卷积滤波器参数优化方案,以相关峭度最大化为优化目标,优化解卷积周期和滤波器长度两个参数,实验结果较好地验证了该算法的有效性。针对安装不对中故障的检测,基于安装不对中故障的特征频率幅值随转速升高而增大的规律,提出了一种阶梯波给定的变转速检测方法。最后,基于上述研究内容设定了轴承-不对中复合故障诊断与辨识方案,并设计了轴承-不对中复合故障诊断系统软件,为后期工程化和产品化打下基础。
其他文献
电流量检测是重要的电测技术之一,电流检测分为直流、交流、脉冲电流检测等。近年来随着科学技术的发展,脉冲电流检测在国防、能源、工业领域具有越来越广泛应用。由于脉冲电流的频率成分复杂、脉冲峰值高、波形不确定性大,因此脉冲电流检测存在诸多技术不足,是电测领域的热门课题。目前电流脉冲的检测设备有分流器、互感器、霍尔元件、光纤传感器、罗氏线圈等,罗氏线圈由于其线性度好、响应频率范围宽、对被测电路影响小、不易
随着社会发展及MMC柔性直流输电工程的大规模投运,新兴的MMC项目在其漫长的输电走廊附近地区有潜在的电力需求。在上述背景下,三相串联MMC相较于并联MMC可大大降低接入点的建设成本和占地面积,十分适合作为功率分支站。本文为了进一步探讨串联MMC在实际工程中的可行性,对其小信号动态特性进行研究,并分析其与电网互联时的稳定性问题;同时,串联拓扑的可行性及其在故障条件下的运行性能也有待实验验证。本文以串
一、2019年之前全国卷怎么考(一)总体考查形式改革类试题的分值固定为15分,一般以文字材料题形式出现,阅读量适中,多考查教材外的改革,"改革"的概念有所扩大,一些比较冷门的改良措施也被纳入考查范围。从以往全国卷考查的知识点来看,除2013年全国卷Ⅰ考查清末新政与戊戌变法,涉及一定的教材内容
面向超净排放和深度节能需求,我国工业层燃锅炉正在推进污染物减排及余热回收改造,但目前缺乏适合中国国情且经济合理的技术路线评价研究,需要针对锅炉能效与污染物排放的协调问题给出科学的系统评价方法。本文调研、分析了现有锅炉大气污染物治理技术路线,通过现场实验和工程设计计算研究层燃炉炉内低氮燃烧与效率、炉内大气污染物控制与尾部烟气治理匹配及低温烟气余热回收的关键问题,建立综合考虑经济性及能耗的层燃炉系统评
近年来,风电和光伏等分布式新能源在配电网中的渗透率稳步提升。新能源的不确定性给配电网规划带来了挑战。而电动汽车等新型负荷的大量接入也使配电网变得越来越复杂。电动汽车充电负荷的接入给配电网带来了用电晚高峰负荷攀升、电压水平降低等一系列问题。配电网规划中,如何提高经济效益、减少峰谷差、维持电压水平成为了含新能源配电网亟需解决的问题。首先,配电网接入的新能源有随机性、间歇性的出力特点。而多个新能源联合出
新能源是中国加快孵化和发展的战略性新兴产业之一。随着能源结构改革的不断深入,风电并网容量不断增加,电动汽车规模也逐渐扩大,新能源成为智能电网的重要组成部分。然而,这也给电网稳定运行带来影响,如何消纳夜晚弃风和引导用户有序用电成为热点问题。本文基于深度学习方法的负荷预测结果,以消纳风电为目标,提出考虑用户需求响应的分时电价策略并进行场景应用,实现电动汽车充电优化调度。首先,研究基于深度学习的电力负荷
综合能源系统集成了冷、热、电、气多能流网络,可实现能量的梯级利用,实现多能源网络间的耦合和互补,在降低能耗,节约成本,环境保护方面具有显著优势。在综合能源的大力发展背景下,综合能源系统规划的计算结果和决策方案直接影响着综合能源的优势体现和应用发展。因此,展开综合能源系统规划的研究,合理规划系统中设备的类型和容量,对发挥综合能源系统的在经济、环保和能效方面的优势有重要意义。基于目前综合能源系统规划的
随着新能源技术的快速发展,风力、光伏发电等一系列分布式发电已成为当今电网的重要组成部分,由于上述发电方式需要通过逆变器将直流电转变为交流电进行并网,而逆变器具有非线性特性,从而导致输出电流存在较多谐波。为了抑制谐波,通常在逆变器侧采用滤波器。LCL型滤波器因其体积小、重量轻以及较强的高频谐波衰减能力等优势被广泛应用。但是由于LCL滤波器作为一个三阶系统具有低阻尼特性,其本身存在着固有谐振,在逆变器
近些年来电力电子技术发展及其迅猛,功率开关器件的使用以及大量非线性负载引入电力系统,带来的后果就是电网中电压和电流的畸变率升高。尤其在单相如农村电网等低压配电网中,电能质量存在无功功率缺额、谐波含量大、电压质量不合格等问题。单相统一电能质量控制器(UPQC)可以同时对电压及电流质量问题进行补偿,可以一并解决各种各样的电能质量问题。分析了单相UPQC的拓扑结构。从补偿效果的角度出发,确定了选用左串右