電機(jī)故障診斷

譯者序
原書前言
第1章電機(jī)常見故障及其診斷方法1
1.1概述1
1.2感應(yīng)電機(jī)的組成3
1.2.1定子3
1.2.2轉(zhuǎn)子3
1.2.3軸承4
1.3感應(yīng)電機(jī)的故障4
1.3.1機(jī)械故障6
1.3.2電氣故障7
1.4感應(yīng)電機(jī)故障診斷方法概述8
1.4.1基于解析模型的故障診斷方法9
1.4.2無(wú)需解析模型的故障診斷方法11
1.5本章小結(jié)14
1.6參考文獻(xiàn)14
第2章感應(yīng)電機(jī)繞組故障建模18
2.1概述18
2.1.1仿真模型與診斷模型18
2.1.2模型選擇的目標(biāo)18
2.1.3模型選擇的方法19
2.1.4本章結(jié)構(gòu)安排20
2.2研究框架與一般方法20
2.2.1前提假設(shè)20
2.2.2繞組的等效20
2.2.3無(wú)故障等效兩相電機(jī)27
2.2.4考慮定子繞組故障29
2.3定子絕緣故障時(shí)的電機(jī)建模32
2.3.1定子短路時(shí)的電機(jī)方程32
2.3.2任意參考系下的狀態(tài)模型34
2.3.3三相定子模型的擴(kuò)展38
2.3.4診斷模型的驗(yàn)證39
2.4定/轉(zhuǎn)子耦合故障建模方法的普適化42
2.4.1轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)的電機(jī)方程43
2.4.2定/轉(zhuǎn)子故障時(shí)的一般電機(jī)模型45
2.5感應(yīng)電機(jī)的監(jiān)測(cè)方法47
2.5.1感應(yīng)電機(jī)故障診斷的參數(shù)估計(jì)47
2.5.2監(jiān)測(cè)方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證50
2.6本章小結(jié)53
2.7參考文獻(xiàn)54
第3章感應(yīng)電機(jī)的閉環(huán)診斷56
3.1概述56
3.2閉環(huán)辨識(shí)57
3.2.1閉環(huán)辨識(shí)中存在的問題57
3.2.2電機(jī)故障診斷中的參數(shù)辨識(shí)問題59
3.3感應(yīng)電機(jī)閉環(huán)辨識(shí)的一般方法59
3.3.1考慮控制的作用59
3.3.2基于閉環(huán)解耦的電機(jī)參數(shù)辨識(shí)61
3.3.3辨識(shí)結(jié)果64
3.4定/轉(zhuǎn)子同時(shí)故障時(shí)的閉環(huán)診斷66
3.4.1感應(yīng)電機(jī)通用故障模型66
3.4.2具有先驗(yàn)知識(shí)的參數(shù)估計(jì)67
3.4.3故障的檢測(cè)與定位68
3.4.4直接辨識(shí)和間接辨識(shí)的結(jié)果比較70
3.5本章小結(jié)72
3.6參考文獻(xiàn)73
第4章基于觀測(cè)器的感應(yīng)電機(jī)故障診斷76
4.1概述76
4.2建立數(shù)學(xué)模型78
4.2.1三相感應(yīng)電機(jī)無(wú)故障時(shí)的模型78
4.2.2感應(yīng)電機(jī)無(wú)故障時(shí)的Park模型81
4.2.3感應(yīng)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)的模型84
4.3故障觀測(cè)器84
4.3.1基本原理84
4.3.2不同種類的故障觀測(cè)器87
4.3.3擴(kuò)展觀測(cè)器92
4.4基于觀測(cè)器的故障診斷94
4.4.1使用Park模型94
4.4.2使用三相電機(jī)模型97
4.4.3觀測(cè)器重構(gòu)轉(zhuǎn)矩的頻譜分析99
4.5本章小結(jié)100
4.6參考文獻(xiàn)101
第5章感應(yīng)電機(jī)的熱監(jiān)測(cè)103
5.1概述103
5.1.1感應(yīng)電機(jī)溫度監(jiān)測(cè)的目的103
5.1.2感應(yīng)電機(jī)溫度監(jiān)測(cè)的主要方法104
5.2基于卡爾曼濾波器的實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)107
5.2.1卡爾曼濾波器的特征及優(yōu)點(diǎn)107
5.2.2擴(kuò)展卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)108
5.3熱監(jiān)測(cè)的電氣模型111
5.3.1連續(xù)時(shí)間模型111
5.3.2全階模型112
5.3.3離散化的擴(kuò)展模型114
5.4實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)115
5.4.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介115
5.4.2熱儀表117
5.4.3電氣儀表118
5.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果121
5.5.1卡爾曼濾波器的調(diào)節(jié)121
5.5.2磁飽和的影響124
5.6本章小結(jié)126
5.7附錄感應(yīng)電機(jī)特性126
5.8參考文獻(xiàn)127
第6章基于模型失效方法的汽車鉛酸蓄電池內(nèi)阻估計(jì)：
在汽車起動(dòng)性能評(píng)估中的應(yīng)用130
6.1概述130
6.2汽車起動(dòng)階段鉛酸蓄電池的分?jǐn)?shù)階模型131
6.3分?jǐn)?shù)階模型的辨識(shí)133
6.3.1輸出誤差辨識(shí)算法134
6.3.2輸出靈敏度計(jì)算135
6.3.3估計(jì)參數(shù)的驗(yàn)證135
6.3.4應(yīng)用到起動(dòng)信號(hào)中135
6.4用電池電阻作為起動(dòng)能力的指示器136
6.5模型驗(yàn)證及電池內(nèi)阻的估計(jì)138
6.5.1模型驗(yàn)證的頻率法138
6.5.2電池內(nèi)阻估計(jì)的應(yīng)用140
6.5.3簡(jiǎn)化的阻值估計(jì)器143
6.6電池狀態(tài)的估計(jì)146
6.7本章小結(jié)148
6.8參考文獻(xiàn)148
第7章基于信號(hào)分析技術(shù)的感應(yīng)電機(jī)機(jī)電故障診斷151
7.1概述151
7.2電流的頻譜152
7.3信號(hào)處理153
7.3.1傅里葉變換153
7.3.2周期圖154
7.4實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)分析155
7.4.1斷條引起的故障156
7.4.2軸承故障160
7.4.3靜態(tài)不對(duì)中故障166
7.4.4匝間短路173
7.5本章小結(jié)176
7.6附錄176
7.6.1附錄A實(shí)驗(yàn)使用電機(jī)的部分特性參數(shù)176
7.6.2附錄B實(shí)驗(yàn)使用滾珠軸承的部分特性參數(shù)177
7.7參考文獻(xiàn)177
第8章基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的感應(yīng)電機(jī)故障診斷179
8.1概述179
8.2在故障診斷問題中ANN的使用方法180
8.2.1選擇故障指示器180
8.2.2選擇神經(jīng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)181
8.2.3建立學(xué)習(xí)和測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)182
8.2.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和測(cè)試182
8.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述183
8.4故障檢測(cè)可能出現(xiàn)的問題184
8.5提出的魯棒檢測(cè)新方法184
8.5.1產(chǎn)生估計(jì)的殘差185
8.6定/轉(zhuǎn)子故障的特征186
8.6.1正常運(yùn)行時(shí)的殘差分析186
8.6.2定子故障時(shí)的殘差分析186
8.6.3轉(zhuǎn)子故障時(shí)的殘差分析188
8.6.4同時(shí)存在定/轉(zhuǎn)子故障時(shí)的殘差分析190
8.7利用RNd神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)故障191
8.7.1提取故障指示器191
8.7.2RNd神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程191
8.7.3RNd網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)193
8.7.4RNd網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練結(jié)果193
8.7.5RNd網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試結(jié)果194
8.8定子故障的故障診斷197
8.8.1選擇RNcc網(wǎng)絡(luò)故障指示器197
8.8.2RNcc網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)序列198
8.8.3RNcc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)199
8.8.4RNcc網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)結(jié)果201
8.8.5RNcc網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試結(jié)果201
8.8.6RNcc網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證203
8.9轉(zhuǎn)子故障的故障診斷208
8.9.1選擇RNbc網(wǎng)絡(luò)的故障指示器208
8.9.2RNbc網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)序列208
8.9.3學(xué)習(xí)、測(cè)試和驗(yàn)證結(jié)果209
8.10感應(yīng)電機(jī)完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)210
8.11本章小結(jié)212
8.12參考文獻(xiàn)212
第9章靜態(tài)變流器中的故障檢測(cè)與診斷214
9.1概述214
9.2故障檢測(cè)和診斷215
9.2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法215
9.2.2模糊邏輯方法221
9.2.3多維數(shù)據(jù)分析224
9.3功率電子模塊的熱疲勞和失效模式231
9.3.1功率電子模塊的相關(guān)技術(shù)231
9.3.2電力電子模塊性能退化的原因及主要類型239
9.3.3連接件損壞對(duì)電氣特性的影響以及對(duì)故障診斷的潛在作用244
9.3.4接觸面接觸不良對(duì)熱特性的影響和在故障診斷中的潛在應(yīng)用246
9.4本章小結(jié)248
9.5參考文獻(xiàn)249