隨著稀土永磁材料!電力電子!控制理論的進步,無刷直流電機近年來發展迅速,被廣泛應用在航空航天!數控機床!伺服系統!工業自動化等領域"與其他類型電機相比較,無刷直流電機具有動態響應快,調速范圍寬,轉矩系數大,運行效率高等諸多優點"但是一旦電機發生故障,將會對系統造成較大的影響"在電機的所有故障中,機械類的故障占60%,約有80%的機械故障會導致電機偏心川,故有必要對電機的故障進行早期的在線監測,以便采取措施進一步提高電機的可靠性"本文采用定子電流頻譜分析法,對不同控制方桉下,無刷直流電機轉子的動態偏心故障進行研究"理想情況下,電機的定轉子軸心位于同一個圓心點,其徑向最小氣隙長度在空間是固定的,當由于轉子軸彎曲!臨界速度時的機械共振!軸承磨損等原因導致定轉子之間的氣隙不均勻時,就會發生偏心故障〔。j"它包括動態偏心和靜態偏心,如果偏心的程度進一步加大,所產生的不平衡磁拉力將會使電機的定轉子相互摩擦,最終導致電機的損壞〔。〕"
近年來,電機故障檢測方面的研究有了較大的發展,但是大部分的故障檢測方法針對開環系統設計,對閉環系統不太適用"閉環控制系統本身對故障有一定的抑制作用,會給故障的檢測帶來很大的難度"文獻[48中對閉環控制影響故障信號做了理論推測:電機的故障可以作為設備參數變化而被辨識,由于控制器在有故障的情況下仍然迫使受控變量趨近參考值,所以控制器輸出變化反映了故障的存在和類型,但文中缺乏相應的論證"文獻75〕通過彷真,證明了閉環系統會給故障的檢測帶來一定的影響,但采用的模型較為抽象,并沒有給出控制系統對具體故障的影響程度"本文首先對無刷直流電機動態偏心故障時的定子電流做頻譜分析,驗證了轉子偏心故障的特征頻率可以作為故障檢測的手段,然后搭建了無刷直流電機的控制系統模型,通過求取不同控制方桉時的故障特征頻率幅值,來研究控制系統對故障信號的影響"本文得到的相關結論能夠為工程上的故障檢測提供理論參考依據。
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