[发明专利]基于统计分析的直线电机定子槽楔故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于统计分析的直线电机定子槽楔故障诊断方法。该方法步骤如下：在直线电机定子下方安装测距传感器，利用测距传感器进行电机定子气隙值以及槽楔值的测量；将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生故障：通过槽楔值的变化进行槽楔缺失故障判断，通过槽楔值与气隙值的偏差进行槽楔下沉故障判断。本发明针对采用直线电机驱动的列车，在线路上安装气隙在线检测/监测系统，通过对在线气隙波形的分析，判定是否存在电机定子槽楔故障；同时，基于统计分析方法判断电机定子槽楔的具体故障，提供了严格的数学推导，通过槽楔值与气隙值进行判断，结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及电机故障诊断技术领域，具体为一种基于统计分析的直线电机定子槽楔故障诊断方法。

背景技术

直线电机是一种能将电能直接转换成直线运动的电机，它无需转换机构即可直接获得直线运动，没有传动机械的磨损，结构简单，响应快速，操作维护简单，因此在工业设备、物流运输、信息与自动化系统、交通等领域得到了广泛应用。

直线电机底部为硅钢片和槽楔，随着电机服役时间的增长，槽楔会逐渐老化松动，导致其高度慢慢降低，严重时会引起槽楔下沉故障或槽楔缺失故障，影响行车安全。

针对直线电机的故障诊断，较多集中在气隙偏心故障、绕组匝间短路等方向，而针对现场运行中经常遇到的电机定子槽楔故障，包括槽楔缺失和槽楔下沉故障，尚未有明确的诊断方法。目前一般是在电机停机静止状态下，采用专用工具进行检查与测量，然后依据专业工程师经验判定是否存在电机定子槽楔故障。针对采用直线电机驱动的列车，且在线路上安装了气隙在线检测/监测系统，则可以通过对在线气隙波形的分析，人工判定是否存在电机定子槽楔故障，但判定依据仍是靠经验，存在劳动强度大且可靠性差等问题。

发明目的

本发明的目的在于提供一种基于统计分析的直线电机定子槽楔故障诊断方法，可以实现槽楔缺失和槽楔下沉故障的故障诊断。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于统计分析的直线电机定子槽楔故障诊断方法，步骤如下：

步骤1、在直线电机定子下方安装测距传感器，利用测距传感器进行电机定子气隙值以及槽楔值的测量；

步骤2、将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生故障：通过槽楔值的变化进行槽楔缺失故障判断，通过槽楔值与气隙值的偏差进行槽楔下沉故障判断。

进一步地，针对采用直线电机驱动的列车，步骤1所述测距传感器设置于两个枕轨之间的空隙，测距传感器的探头竖直向上，垂直于列车运行方向。

进一步地，步骤1所述电机定子气隙值即定子凹槽两侧凸台距离传感器的高度，槽楔值即定子凹槽底部距离传感器的高度。

进一步地，步骤2所述将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生故障，具体如下：

设电机的齿数数量为N，即槽楔数量和气隙数量为N，则i＝1，2，…，N表示槽楔或气隙序号，第i个槽楔对应的槽楔值为x_i，第i个气隙对应的气隙值为

如果x_i与x_i+1的偏差大于阈值，则发生槽楔缺失故障：

ABS(x_i-x_i+1)＞α·H_t

其中ABS()表示取绝对值操作，H_t表示电机槽楔板的厚度，α为槽楔缺失故障阈值系数，α∈[0，1]；

如果x_i与的差值与槽深值相比偏差大于阈值，则发生槽楔下沉故障：