[发明专利]一种基于马田系统和Box-Cox变换的电机故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机故障诊断方法。

背景技术

随着交流电力系统的发展，交流电机已广泛地被用于工业生产中。由于其使用频繁，负载扭矩波动、过载过热等原因，电机很容易发生故障。电机故障不仅会影响工业的生产，而且还可能引起人员伤亡等安全事故。因此，为确保电机运行安全、可靠，电机故障诊断方法的实施则显得尤为重要。电机的故障类型可分为机械故障与电气故障两方面。本发明具体涉及的是不平衡输入电压下电机电气故障的诊断。现有诊断方法逻辑推理复杂，计算成本较高，较难被实际应用。

发明内容

为了克服已有故障诊断方法较难适用于电机电气故障诊断的不足，本发明提供一种有效实现电机电气故障诊断的基于马田系统和Box-Cox变换的电机故障诊断方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于马田系统和Box-Cox变换的电机故障诊断方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、采集电机正常工作和发生故障时的振动信号；

步骤二、对步骤一得到的振动信号进行特征参数的计算，具体是：对振动信号进行时域特征参数的计算，同时对振动信号通过小波包变换，进行时频域上特征参数的计算；

步骤三、对步骤二中计算得到的特征参数，以电机正常工作时的特征参数为基准，运用马田系统中的稳健设计理念选取出有用的特征参数，并基于这些特征参数重新计算马氏距离；

步骤四、对步骤三得到的非负的、非高斯分布的马氏距离，运用Box-Cox变换，转换成高斯分布的数据，利用高斯分布的性质和逆Box-Cox变换，确定电机工作在不同健康状态时的马氏距离范围；

由马氏距离构成的一组数据x＝[x₁,x₂,...,x_N]，N为马氏距离样本的个数，x中的第i个数据x_i经Box-Cox变换后得到的数据y_i(λ)可通过下式计算出来：

yi(λ)=xiλ-1λ,λ≠0ln(xi),λ=0]]>

其中变换参数λ通过下式的最大似然函数估计出来：