基于贝叶斯网络的永磁同步电机失磁故障诊断
发布时间：2021-01-14 03:00
永磁同步电机作为一种高性能的驱动设备,在高精度控制及工业自动化领域占核心地位。由于永磁同步电机具有永磁体结构,永磁体材料在运行过程中受到高温和应力的影响,存在失磁的风险,轻则影响电机的工作效率,重则烧毁电机,造成不可弥补的损失。因此,保障永磁同步电机的安全可靠运行,具有十分重要的意义。本文对电机失磁故状态下的电流及振动信号进行了研究,发现了电流和振动信号与失磁故障之间的关系,并基于此建立了贝叶斯网络,通过对电机的模型进行仿真,优化了贝叶斯网络的结构及参数,并利用其进行诊断。本文的主要研究内容如下:对本文所研究的永磁电机建立了有限元模型,分析了电机的定子电流、电磁转矩和不同失磁类型、失磁程度之间的内在关系,并利用小波变换,分离出不同阶次谐波,分析了不同阶次谐波与不同失磁故障之间的联系。对电机的振动信号根源进行了数学分析,研究了电磁力和电磁转矩的关系,并利用有限元分析仿真了不同失磁状态下的电磁转矩与失磁程度之间的关系,利用小波变换得到电磁转矩的频谱,并对转矩的频谱进行了深入的分析,得到了不同频段的振动信号与失磁程度的关系。结合前文的电流和转矩的分析,提出了一种混合型节点的贝叶斯网络,能够利...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．２局部失磁时转矩频谱分布??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｈｅ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｏｒｑｕｅ?ｉｎ?ｌｏｃａｌ?ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ??
第５章永磁同步电机失磁故障模拟实验??５．１永磁同步电机实验平台??本文以无刷直流永磁同步电机为研究对象，搭建永磁同步电机失磁故障实验??平台。按照本文提出的方法需求，该实验平台需要满足以下需求：??（１）能够在线实时测量电机运行状态的电流数据、振动信号数据；??（２）能够随时调节电机转速，并获取转速信息，具备采集不同转速下的失??磁数据能力；??（３）负载可调，可以试验不同负载情况下的运行状态；??（４）永磁体易于拆卸和替换，能够实现大部分失磁情况。??根据上述要求，搭建了永磁同步电机仿真实验平台。实验电机采用车用永磁??同步电机，并分别对局部失磁和均匀失磁故障进行了实验，实验平台的结构如下。??负载（—永磁ｇ步电〉振动传感器????ＪＩ?〇??调速旋钮：１?控制器?＾?）上位机电脑??直流电源??图５．１实验平台结构图??Ｆｉｇ．?５．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??实验平台包括以下几个部分：用于模拟失磁的故障电机、用于充当负载的同??步发电机、同步电机控制器、供电的直流稳压电源、调速装置、振动传感器和上??位机电脑。本节将对各个部件的参数及连接方式进行一一介绍。??５．１．１永磁同步电机参数??本文以无刷直流永磁同步电机作为实验对象，研宄其失磁故障的诊断方法。??实验选用了一台尤奈特公司生产的中低速车用永磁同步电机作为研宄对象，模拟??失磁故障。电机的定子绕组为三相对称星形接法该，集中式绕组，实验电机参数??如表５．１所示。??３２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微特电机产业综述与展望[J]. 任德江,黄渠,李建军,武宁. 防爆电机. 2019(06)
[2]基于概率神经网络算法的永磁同步直线电机局部退磁故障诊断研究[J]. 张丹,赵吉文,董菲,宋俊材,窦少昆,王辉,谢芳. 中国电机工程学报. 2019(01)
[3]基于仿真模型的永磁同步电机失磁故障性能分析[J]. 杨存祥,刘树博,张志艳. 轻工学报. 2017(06)
[4]异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算[J]. 唐旭,王秀和,徐定旺. 电机与控制学报. 2017(05)
[5]基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断[J]. 李红梅,陈涛. 电工技术学报. 2017(07)
[6]复合转子异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体退磁的研究[J]. 陈洪萍,王秀和. 微电机. 2017(01)
[7]微特电机发展综述[J]. 罗林,宋春华. 橡塑技术与装备. 2016(06)
[8]异步起动永磁同步电机起动过程中永磁体的退磁研究[J]. 朱丽莎,范国栋,朱常青. 微特电机. 2015(12)
[9]小波包与样本熵相融合的PMSM失磁故障诊断[J]. 张志艳,马宏忠,杨存祥,孙君曼. 电机与控制学报. 2015(02)
[10]贝叶斯网络结构学习综述[J]. 李硕豪,张军. 计算机应用研究. 2015(03)
博士论文
[1]基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D]. 张德利.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]表贴式永磁同步电机失磁故障研究[D]. 胡土雄.广东工业大学 2019
[2]贝叶斯网络结构学习的混合优化方法研究[D]. 李国梁.西北工业大学 2015
[3]异步起动永磁同步电动机永磁体退磁分析[D]. 李莹.山东大学 2014
[4]永磁同步电机内永磁体退磁研究[D]. 范国栋.山东大学 2013
[5]电动汽车用永磁同步电机的故障诊断[D]. 杜博超.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2976075
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．２局部失磁时转矩频谱分布??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｈｅ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｏｒｑｕｅ?ｉｎ?ｌｏｃａｌ?ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ??
第５章永磁同步电机失磁故障模拟实验??５．１永磁同步电机实验平台??本文以无刷直流永磁同步电机为研究对象，搭建永磁同步电机失磁故障实验??平台。按照本文提出的方法需求，该实验平台需要满足以下需求：??（１）能够在线实时测量电机运行状态的电流数据、振动信号数据；??（２）能够随时调节电机转速，并获取转速信息，具备采集不同转速下的失??磁数据能力；??（３）负载可调，可以试验不同负载情况下的运行状态；??（４）永磁体易于拆卸和替换，能够实现大部分失磁情况。??根据上述要求，搭建了永磁同步电机仿真实验平台。实验电机采用车用永磁??同步电机，并分别对局部失磁和均匀失磁故障进行了实验，实验平台的结构如下。??负载（—永磁ｇ步电〉振动传感器????ＪＩ?〇??调速旋钮：１?控制器?＾?）上位机电脑??直流电源??图５．１实验平台结构图??Ｆｉｇ．?５．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??实验平台包括以下几个部分：用于模拟失磁的故障电机、用于充当负载的同??步发电机、同步电机控制器、供电的直流稳压电源、调速装置、振动传感器和上??位机电脑。本节将对各个部件的参数及连接方式进行一一介绍。??５．１．１永磁同步电机参数??本文以无刷直流永磁同步电机作为实验对象，研宄其失磁故障的诊断方法。??实验选用了一台尤奈特公司生产的中低速车用永磁同步电机作为研宄对象，模拟??失磁故障。电机的定子绕组为三相对称星形接法该，集中式绕组，实验电机参数??如表５．１所示。??３２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微特电机产业综述与展望[J]. 任德江,黄渠,李建军,武宁. 防爆电机. 2019(06)
[2]基于概率神经网络算法的永磁同步直线电机局部退磁故障诊断研究[J]. 张丹,赵吉文,董菲,宋俊材,窦少昆,王辉,谢芳. 中国电机工程学报. 2019(01)
[3]基于仿真模型的永磁同步电机失磁故障性能分析[J]. 杨存祥,刘树博,张志艳. 轻工学报. 2017(06)
[4]异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体平均工作点的解析计算[J]. 唐旭,王秀和,徐定旺. 电机与控制学报. 2017(05)
[5]基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断[J]. 李红梅,陈涛. 电工技术学报. 2017(07)
[6]复合转子异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体退磁的研究[J]. 陈洪萍,王秀和. 微电机. 2017(01)
[7]微特电机发展综述[J]. 罗林,宋春华. 橡塑技术与装备. 2016(06)
[8]异步起动永磁同步电机起动过程中永磁体的退磁研究[J]. 朱丽莎,范国栋,朱常青. 微特电机. 2015(12)
[9]小波包与样本熵相融合的PMSM失磁故障诊断[J]. 张志艳,马宏忠,杨存祥,孙君曼. 电机与控制学报. 2015(02)
[10]贝叶斯网络结构学习综述[J]. 李硕豪,张军. 计算机应用研究. 2015(03)
博士论文
[1]基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D]. 张德利.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]表贴式永磁同步电机失磁故障研究[D]. 胡土雄.广东工业大学 2019
[2]贝叶斯网络结构学习的混合优化方法研究[D]. 李国梁.西北工业大学 2015
[3]异步起动永磁同步电动机永磁体退磁分析[D]. 李莹.山东大学 2014
[4]永磁同步电机内永磁体退磁研究[D]. 范国栋.山东大学 2013
[5]电动汽车用永磁同步电机的故障诊断[D]. 杜博超.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2976075
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