[发明专利]一种永磁同步电机偏心诊断方法

说明书

本发明涉及一种永磁同步电机偏心诊断方法，包括以下步骤：1)对标准电机进行振动响应试验，获取不同偏心量不同频率下该监测点的静、动态偏心振动加速度数据；2)采集待测电机在同一监测点下的振动响应信号，获取该振动监测点的振动加速度频谱；3)根据振动加速度频谱判断振动响应信号是否存在额外的频率成分，若是，则进行步骤4)，若否，则进行步骤5)；4)选择动态偏心诊断频率，并进行动态偏心诊断，获得动态偏心量，进入步骤5)；5)选择静态偏心诊断频率，剔除该频率下的动态偏心引起的振动加速度数据和未偏心时原本存在的加速度的影响，获得静态偏心量。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、诊断内容丰富等优点。

技术领域

本发明涉及电机诊断领域，尤其是涉及一种永磁同步电机偏心诊断方法。

背景技术

永磁同步电机被广泛地应用于工业中。永磁同步电机与其他的电磁激励电机相比，具有更大得转矩，更高的输出密度，更好的动态性能，并且结构简单容易维修保养。在永磁同步电机的使用过程中，为了提高使用性能、增加使用寿命、降低使用成本，故障诊断显得尤为重要。

电机在制造装配过程中的误差、运行过程中受到的外力冲击、磨损以及定转子质量的不平衡等多种因素都会引起电机发生偏心，即电机的定子、转子和转轴三者不再同心。如图1所示。当转子与转轴同心但与定子不同心时，称为静态偏心，当转子与定子同心但与转轴不同心时，称为动态偏心，三者均不同心时，称为混合偏心。永磁同步电机发生偏心以后，会使得电磁力的谐波成分会增加、幅值也会增大，从而增大了电机发生共振的可能性，严重加剧了电机的电磁振动和噪声。

如果可以在永磁同步电机发生偏心故障的初期根据故障特征进行偏心故障的诊断，就能够提早对电机进行预防性的维护，避免了电机故障进一步的发展，从而可以提高电机的使用性能，延长电机的使用寿命。

现有文献和专利的偏心诊断对象多是感应电机，诊断信号有定子电流、气隙磁通密度、空载端部电压或者电抗等。例如专利CN 103217644 B中提出了一种针对感应电机的偏心诊断装置和方法，该方法通过测定电压和电流，计算感应电动机的电抗，进行偏心诊断。论文《基于PQ变换的感应电机转子偏心故障检测》指出偏心时气隙磁场将会额外增加旋转分量，通过测定偏心时的故障电流可以进行偏心诊断。然而由于电流、电压信号随偏心量增加变化较小，易导致误差较大，并且上述方法只能诊断出偏心形式，不能获得具体的偏心量。因此研究一种简便的方法快速诊断出偏心形式，并且准确诊断出不同偏心形式下对应的偏心量是十分必要的。

本发明基于振动响应信号，不仅可以快速准确的识别出静态偏心、动态偏心和混合偏心，还可以诊断出具体的偏心量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、诊断内容丰富的永磁同步电机偏心诊断方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种永磁同步电机偏心诊断方法，用以获取电机转子的偏心形式和偏心量，包括以下步骤：

1)对标准电机进行振动响应试验，选取监测点，获取不同偏心量不同频率下该监测点的静、动态偏心振动加速度数据；

2)采集待测电机在同一监测点下的振动响应信号，获取该振动监测点的振动加速度频谱；

3)根据振动加速度频谱判断振动响应信号是否存在额外的频率成分，若是，则进行步骤4)，若否，则进行步骤5)；

4)选择动态偏心诊断频率，并进行动态偏心诊断，获得动态偏心量，进入步骤5)；

5)在振动监测点的振动加速度频谱中选择静态偏心诊断频率，剔除该频率下的动态偏心引起的振动加速度数据和未偏心时原本存在的加速度的影响，获得静态偏心量。

所述的步骤4)中，具体包括以下步骤：