基于ANSYS的农用异步电动机故障分析及检测系统设计

发布时间：2023-04-09 17:54

　　异步电动机在农业中的应用不断增多,由于电动机的作业环境往往比较恶劣、作业时间比较长,零部件老化速度快,所以电动机非常容易遇到故障进而导致生产停工。为了减少电动机故障为生产带来的损失,本文就针对农用异步电动机故障分析以及检测系统进行了设计。本文从三相异步电机的原理着手,叙述了其结构组成和工作原理,总结了农用三相异步电机常见的故障种类和故障机理,确定从异步电机的振动模态以及稳态热分析两方面对电机故障进行分析。通过有限元分析软件ANSYS对定子的振动模态和稳态热进行了分析。分析三相异步电动机中定子的固有频率,前7阶为刚体振型,后53阶为弹性振型。对定子做了四种稳态热分析,由分析结果的温度云图可知,定子温度由内向外依次减小,温度变化均匀且分析结果呈线性变化。证明了从振动信号和热信号分析电机故障的可行性。针对振动、电流和温度信号采集进行了硬件设计工作。硬件系统采用了ARM核的嵌入式芯片作为采集部分的主控模块,负责数据的接收、处理和发送；使用K型镍铬镍硅热电偶作为温度采集前段；采用了电磁式的振动传感器去采集电机的振动信号；电流信号的采集依靠的是变压器原理的三相交变电流传感器,完成系统设计。

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
        1.1.1 农用三相异步电机的特点
        1.1.2 三相异步电机的故障诊断
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 异步电机故障检测技术国内外现状
        1.2.2 有限元分析以及ANSYS发展现状
    1.3 论文的研究思路及主要内容
        1.3.1 系统硬件
        1.3.2 系统软件
        1.3.3 研究方法
第二章 三相异步电机原理及故障分析
    2.1 三相异步电机的组成和原理
        2.1.1 三相异步电机的组成
        2.1.2 三相异步电机的工作原理
    2.2 农用三相异步电机的故障及机理分析
        2.2.1 故障种类
        2.2.2 故障检测常规方法
        2.2.3 故障机理分析
    2.3 本章小结
第三章 仿真分析
    3.1 软件介绍
    3.2 定子振动分析
    3.3 基本理论
        3.3.1 振动模态分析频响函数
        3.3.2 模态参数辨识
        3.3.3 模态测试组成系统
    3.4 定子的振动模态计算分析
    3.5 定子的稳态热分析
    3.6 本章小结
第四章 检测系统的硬件设计
    4.1 系统硬件总体结构设计
    4.2 主控模块设计
        4.2.1 主控芯片选型
        4.2.2 STM32F103RBT6的外围设备
    4.3 温度采集模块设计
    4.4 振动信号采集模块
    4.5 电流信号采集模块
    4.6 故障指示电路及可调电流源设计
    4.7 本章小结
第五章 检测系统的软件设计
    5.1 软件框架分析
    5.2 单项故障处理和保护的程序设计
    5.3 测量任务和数据处理任务的程序设计
    5.4 显示和数传任务的程序设计
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历



本文编号：3787473