基本信息
- 项目名称：
- 异步电动机转子故障在线检测方法及装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 项目首次将旋转不变技术（ESPRIT）与模拟退火算法（SAA）相结合应用于异步电动机转子断条故障在线检测。新方法仅需针对短时信号（1.1s），即可达到高频率分辨力，对故障分量的频率、幅值、初相角进行准确估计。适用于负荷波动、噪声等干扰严重情况下的异步电动机转子故障在线检测。克服了传统检测方法因需长时间采样数据而易受负荷波动等因素影响的缺点。并根据新方法制作了异步电动机转子故障检测装置。
- 详细介绍：
- 一、论文简介： 本文提出了一种基于旋转不变技术（ESPRIT）与模拟退火算法（SAA）的异步电动机转子故障检测新方法。首先通过仿真信号验证，指出ESPRIT算法对于短时信号具备高频率分辨力，可以准确计算转子故障特征分量以及其它分量之频率；但对诸频率分量幅值、初相角的计算欠缺准确性、稳定性。随后，引入SAA确定诸频率分量幅值、初相角，效果理想。进而，对一台Y100L-2型3kW异...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：寻求一种仅需短时信号，即可在负荷波动、噪声等干扰严重情况下对运行中的异步电动机转子故障进行灵敏、可靠检测的新方法，并制作相应装置。 基本思路：提出基于旋转不变技术（ESPRIT）与模拟退火算法（SAA）的异步电动机转子故障检测新方法。对于短时信号即可准确计算转子故障特征分量之频率、幅值。对一台Y100L-2型3kW异步电动机进行转子故障检测实验，结果表明新方法切实可行，适用于干扰严重情况。
科学性、先进性及独特之处
- 本文首次将ESPRIT与SAA相结合应用于异步电机转子故障检测，具有良好的频率分辨力和抗噪性能。相较于传统方法，新方法仅需针对短时信号（1.1s），即可达到高频率分辨力，对故障分量的频率、幅值进行准确估计，适用于干扰严重情况下的故障检测。
应用价值和现实意义
- 已经根据论文中的新方法制作出异步电动机转子故障检测装置，该转置仅需处理短时信号（1.1s），即可快速、灵敏、准确地进行故障检测；该装置结构简单、操作方便且只需提取单相定子电流，能够快速、灵敏、准确地进行电机故障检测，既体现了新方法仅需针对短时信号即可达到高频率分辨力的特点，又展示了装置本身优异的检测性能和推广应用前景。
学术论文摘要
- 本文提出了一种基于旋转不变技术（ESPRIT，Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）与模拟退火算法（SAA，Simulated Annealing Algorithm）的异步电动机转子故障检测新方法。首先以转子故障仿真信号检验ESPRIT性能，结果表明：ESPRIT对于短时信号具备高...(查看更多)
获奖情况
- 1、论文《旋转不变技术及应用》被中文核心期刊（华北电力大学学报）录用 2、论文《基于改进ESPRIT算法的异步电动机故障在线检测》被《河北农机》录用 3、基于新方法设计制作的异步电动机转子故障检测装置已受理实用新型专利（201120199735.3） 4、2011年6月，在第十二届“挑战杯”省大学生课外学术科技作品荣获“特等奖”
鉴定结果
- 教育部科技查新工作站（G03）鉴定为作品的创新点在国内公开发表的中文文献未见报道
参考文献
- [1]许伯强，李和明，孙丽玲，等．笼型异步电动机转子断条故障检测新方法[J]．中国电机工程学报，2004，24(5)：115-119． Xu Boqiang，Li Heming，Sun Liling，et al．A novel detection method for broken rotor bars in induction motors [J]．Proceedings of...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 目前，针对笼型异步电动机转子故障在线检测方法中，最常见的方法为定子电流信号检测。当笼型异步电动机发生转子时，其定子电流（瞬时输出功率）中均会出现相应的故障特征频率分量。因此，为了检测故障特征频率分量进而判断电机故障与否，发展出了一系列基于傅立叶频谱分析技术的转子故障检测方法。下面针对其中两种典型的方法进行介绍： ⑴ 自适应滤波法 自适应滤波法将信号滤波技术与傅立叶频谱分析技术...(查看更多)
