永磁直流电动机故障检测与智能诊断装置.pdf

维普资认htp:Www.cgvip.com過也加200年第9期设计分折Ainr demir永磁直流电动机故障检测与智能诊断装置刘曼兰,寇宝泉,崔淑梅(尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001)Faults Detecting and Diagnosing Intelligent Device of Permanent-magnetic DC MotorLIU Man-lan. KOU Bao-quan, CUI Shu-mei(Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)摘要:研发了一种基于电流分析的永磁直流电动机故论依据,研究开发了一个智能化的永磁直流电动机障检测与诊断智能装置,整个装置以软件为系统核心,所需的质量在线监测与故障诊断装置,并运用本文研制硬件设备极少。实验结果表明:该诊断装置能够快速、准确的实验装置对大量的故障电机进行了实验研究。实地对小功率永磁直流电动机的几种典型故障进行检测与诊验结果表明:本装置能够快速、简便地对小功率永磁断直流电动机的几种典型故障:电刷磨损、元件开路、关键词:直流电机;电流分析;故障检測;故障诊断中图分类号:TM33文献标识码:A匝间短路等故障进行检测与诊断。文章编号:1004-7018(2005)09-0019-022诊断装置的硬软件实现Abstract A fast diagnostic intelligent device based on current analysis is developed. The software was taken as the nuclear直流永磁电机故障检测与诊断装置包括一套软of the whole device and needed few hardware instruments.The件系统和一套硬件设备。本文在分析永磁直流电动results of experimentation show that several kinds of representa机电枢电流特征的基础上,首先通过硬件设备配合tive faults on product line of low power permanent- magnetic De相应的软件采集空载小功率永磁直流电动机在起动motors can be diagnosed rapidly and conveniently by the methods阶段和稳态时的电枢电流,然后运用数据处理软件this模块对采集到的电枢电流信号进行小波包消噪处Keywords DC motor: current analysis; fault detection; far理,再从消噪过的电流信号中运用傅立叶分析、小波分析和数理统计等多个信号处理子程序从永磁直流1引言电动机的起动电枢电流和稳态电枢电流信号中提取永磁直流电动机是电机中较早出现的一种,由出电机的故障特征。最后运用改进的BP神经网于其自身的一些优点,至今仍在广泛使用。特别是算法子程序实现了故障的決策与分离。小功率永磁直流电动机,其应用领域十分广泛,在便2.1诊断装置的硬件实现携式电子设备、家用电器和一些增量运动系统中被本实验装置的总体研发思想是基于虚拟测试系大量使用。传统的永磁直流电动机故障检测与诊断统的思想来设计的,故整个装置以软件为系统核心,主要是通过人的感官对电机的颜色、温度、声音等的所需硬件设备极少。整个装置的硬件主要由计算感知,或者通过一些测量装置测量电机的电压、电机、多功能数据采集卡及可编程电源构成,它的任务永流、振动、噪声以及磁场等信息以获取诊断对象的故主要是提供测试电源,给出特定激励信号,采集数据真障特征。这些传统的方法严重依赖操作者的实际工电机电枢电流信号。其结枃框图如图1所示电动作经验,效率低、操作不便,已无法满足现代电机生计算机机产厂家大批量生产的要求山。数据采集可编程电源通过对永磁直流电动机数学模型和生产线上几电机种常见故障产生的机理分析可知:永磁直流电动机故障检测与智的动、稳态电枢电流中包含了电机的主要故障特征,图1整个装置的硬件结构框图主要表现在:稳态电流均值。及其标准差d、稳态(1)可编程电源:其功能是提供測试电源,给出:断电流谱峰对应频率电机起动电流峰值以及峰特定激励信号。电源电压、电流的可编程范围由所装值点附近的斜率k这几个参数上2。我们以此为理测电机的型号决定。(2)数据采集:这一部分主要完成电机电枢电:收稿日期:2004-10-1流信号的自动采集与数/模转换。