【正文】 了特征分量較小的幅值），而經(jīng)過自適應(yīng)陷波器后如圖（c）就可以很容易的看出特征分量信號的存在（根據(jù)自適應(yīng)陷波器的原理與調(diào)試結(jié)果在此取步長u=），此時雖然仍有干擾信號，即經(jīng)自適應(yīng)陷波器后干擾信號被很好的濾除了。異步電動機斷條故障時定子電流有一下兩個特點：★頻率與基波頻率接近，并隨的變化而變化。正向旋轉(zhuǎn)的磁場與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)，相互作用產(chǎn)生同正常電動機一樣的異步轉(zhuǎn)矩，而反向旋轉(zhuǎn)的磁場，其旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，對轉(zhuǎn)子而言，該磁場的轉(zhuǎn)速為 式中為同步轉(zhuǎn)速。 h=h+u*e*x1。h=zeros(1,N)。2 基于LMS算法的Matlab實現(xiàn) 下圖是自適應(yīng)算法在計算機Matlab仿真中的程序流程圖。權(quán)系數(shù)的調(diào)整可以采用梯度下降法實現(xiàn)，但由于梯度下降法涉及矩陣求逆，同時又與輸入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征有關(guān)，不利于實時數(shù)據(jù)處理。自適應(yīng)陷波的理論基礎(chǔ)是基于維納濾波的最小均方（LMS）誤差算法。另外, 自適應(yīng)濾波器常采用LM S 算法, 其計算量小, 算法簡單, 尤其適合于對實時信號要求較高的場合, 因此它被廣泛應(yīng)用于語音信號處理、噪聲抵消、系統(tǒng)模型識別和醫(yī)學(xué)信號處理等領(lǐng)域。在濾波過程中，它能自動調(diào)整濾波因子，使輸出誤差達到最小值，從而獲得最佳濾波效果。它是在維納濾波，Kalmam濾波等線性濾波基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種濾波方法。第四章 自適應(yīng)陷波器原理在通信系統(tǒng)和電子系統(tǒng)中，經(jīng)常會受到諸如50Hz工作頻率等單頻或窄帶干擾的影響。在這類算法中是將離散傅里葉變換系數(shù)序列X(k)分解為較短的子序列。這一原理產(chǎn)生了許多不同的算法，但它們在速度上均取得了大致相當(dāng)?shù)母纳??？焖俑道锶~變換是離散傅里葉變換的快速算法。但是，如果直接計算DFT，當(dāng)很大時，即使使用高速計算機，所花的時間也很大。附加的大量支持建模、分析、計算應(yīng)用的工具箱擴展了MATLAB基本環(huán)境用于解決特定領(lǐng)域的工程問題，如MATLAB已廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理、自動控制、動態(tài)仿真、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。檢查發(fā)現(xiàn)的籠條上有鐵心沖片的劃痕，是由于籠條在鐵心中固定不緊產(chǎn)生振動頻繁撞擊鐵心所致。另外端環(huán)是籠條的短路環(huán)，電流總是力圖沿電阻最小的方向流動，端環(huán)也會受到集膚效應(yīng)的影響發(fā)熱。但對固緊的籠條來講，它的離心力全部傳給鐵心，只有伸出鐵心部分才承受離心力，籠條離心力的表達式為： （2）式中:——籠條重量，； ——籠條重心直徑。主磁通主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使電機做功，而漏磁通是使繞組自身受力。1. 電磁力對籠條的作用電機轉(zhuǎn)動的條件是定子繞組通入三相對稱的電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子流過的電流再與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子受電磁力的推動而旋轉(zhuǎn)。據(jù)有關(guān)資料介紹：疲勞現(xiàn)象的產(chǎn)生是因為物體在交變應(yīng)力的長期作用下，材料的強度在小于屈服極限的應(yīng)力下發(fā)生不明顯的塑性變形使其突然發(fā)生斷裂。鐵心與端環(huán)之間導(dǎo)條向電機轉(zhuǎn)動方向變形（成弧形）。圖24 導(dǎo)條端受力示意圖 轉(zhuǎn)子斷條常見現(xiàn)象轉(zhuǎn)子斷條故障常見現(xiàn)象有以下幾種：（1）斷裂處多發(fā)生在端環(huán)和鐵心上。實際上，導(dǎo)條的中部比較平直，而導(dǎo)條與端環(huán)接頭處的應(yīng)力，比導(dǎo)條移動所容許的應(yīng)力要大。(4)導(dǎo)條電流引起的槽漏磁通可產(chǎn)生電動力，這些電動力與電流的平方成正比，而且是不定向的，可引起導(dǎo)條在槽內(nèi)產(chǎn)生徑向移動(如圖23所示)。圖22 槽內(nèi)導(dǎo)體的集膚效應(yīng)（a）槽內(nèi)導(dǎo)體 （b）電流密度的分布(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與鐵心槽之間有裝配間隙等。目前，導(dǎo)條與端環(huán)焊接多采用中頻焊，正確的工藝方法對焊接質(zhì)量的影響不同，比如端環(huán)與每個導(dǎo)條相比，其熱容量相差懸殊，可能在導(dǎo)條與端環(huán)連接處產(chǎn)生過熱使導(dǎo)條質(zhì)地變得疏松，機械強度變差，因此易在此處發(fā)生斷裂(如圖21所示)。三相電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終不會加速到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。－實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提；電動運行時恒不等于（異步）－必要條件；建立轉(zhuǎn)矩的電流由感應(yīng)產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有電流流過。這六個出線端在接線盒里的排列如下圖25所示，連接方法常用的有兩種：星形或三角形連接。電角度。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，其作用是用來嵌放定子繞圈。接線盒：通常是用鑄鐵澆鑄而成的，其作用是保護和固定繞組的引出線端子。另外對于中、小型三相電動機來說，它的機座還有兩個端蓋支撐著轉(zhuǎn)子，它是三相電動機機械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 （a）銅排轉(zhuǎn)子 (b) 鑄鋁轉(zhuǎn)子 圖23籠形轉(zhuǎn)子繞組★ 定子部分三相電動機的定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。 1—集電環(huán)；2—電刷；3—變阻器圖22繞線形轉(zhuǎn)子與外加變阻器的連接② 籠形繞組 籠型繞組的轉(zhuǎn)子如圖23所示。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子繞組三部分組成。（3）實驗結(jié)果及其分析。對于三相鼠籠式異步電動機斷條故障診斷的方法目前有很多種，常用的有傅里葉變換方法、基于小波變換的診斷方法、溫升診斷方法、輸出功率診斷方法、Park變換方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法、基于自適應(yīng)陷波器的診斷方法等，通過對國內(nèi)、外關(guān)于鼠籠式異步電動機斷條故障診斷文獻的總結(jié)，可知目前基于小波包變換的電動機斷條故障方法最為前沿，通過以上幾種方法的比較以及本人所學(xué)知識的程度和能力的限制，本文所采用的診斷方法是傅里葉變換和自適應(yīng)陷波器相結(jié)合，來提取電動機斷條的特征分量?！?】 基于小波脊線的轉(zhuǎn)子斷條特征頻率提?。盒〔ㄗ儞Q具有自適應(yīng)多尺度分頻特性，可以將多頻率分量混合信號按尺度對應(yīng)的頻帶依次分離開來，分別得出相應(yīng)頻率成分的幅值和相位信息?！?】 基于電動機失電定子殘余電壓的分析方法：這種方法的突出優(yōu)點在于—對電動機進行故障診斷不受電源不完善的影響，且它是從電動機本身進行測試，不受負載的影響。本論文主要做了一下工作國內(nèi)外學(xué)者在異步電動機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷領(lǐng)域做了大量的工作，提出了各種監(jiān)測與診斷方法。電機發(fā)生故障，故障信號中往往含有大量的時變、短時沖擊、突發(fā)性質(zhì)的成分，傳統(tǒng)的信號分析方法如Fourier變換無能為力，不能有效地提取出電機的故障特征。由于故障電動機單一信號中諧波成分比較復(fù)雜，對于重要場合的電動機采用多個監(jiān)測量的綜合診斷和多種診斷方法的綜合運用是未來的一個發(fā)展趨勢。大容量的籠型異步電動機廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，如發(fā)電廠的給水泵、送風(fēng)機、送粉機、磨煤機等。然而由于工作環(huán)境的復(fù)雜，或者電動機頻繁啟動等原因，電動機轉(zhuǎn)子斷條故障等時有發(fā)生，故對其可靠性要求也越來越高。由于電動機故障造成停工停產(chǎn)損失更是難以估計。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書電動機斷條故障理論分析畢業(yè)論文目錄第一章 緒論 1 引言 2 電動機轉(zhuǎn)子斷條故障的現(xiàn)狀與課題意義 3 本文的主要研究方法法與研究內(nèi)容第二章 電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 電動機結(jié)構(gòu)及原理分析 組成結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、定子的結(jié)構(gòu) 電動機工作原理分析 電動機斷條故障的原理 第三章 快速傅里葉變換與MATLAB實現(xiàn) MATLAB簡介 快速傅里葉變換的數(shù)字實驗 本章小結(jié)第四章 自適應(yīng)陷波器原理 原理分析 基于LMS算法的MATLAB實現(xiàn) 用MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)LMS算法 本章小結(jié)第五章 電動機斷條故障理論分析 電動機斷條故障理論分析 理論仿真波形與分析 本章小結(jié)參考文獻附錄致謝第一章 緒論本章主要介紹的是：引言、異步電動機轉(zhuǎn)子斷條故障診斷方法的研究現(xiàn)狀與研究意義和本文的主要研究方法與主要所做的工作。每年僅電動機在燒毀過程中就耗電數(shù)億萬度，修理費高達數(shù)100億元。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，電動機的容量不斷增大，由它所組成的系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，構(gòu)成也越來越復(fù)雜。針對傳統(tǒng)檢測方法的以上缺陷，有必要對電動機轉(zhuǎn)子工作情況進行更先進及時的監(jiān)測，以防造成重大損失。近年來，針對電動機轉(zhuǎn)子斷條故障診斷的方法不斷出現(xiàn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、D2S證據(jù)理論、融合技術(shù)都在這一領(lǐng)域得到應(yīng)用。通過對常見故障的診斷和分析，可以及早發(fā)現(xiàn)故障和預(yù)防故障的進一步惡化，減少突發(fā)事故造成的停產(chǎn)損失，并為實現(xiàn)狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件?？紤]到小波變換處理非平穩(wěn)信號的優(yōu)越性，本文研究如何將小波變換應(yīng)用于電機故障診斷和電機測試中。但由于測試裝置帶來的誤差，采集到的電動機電壓、電流中含有微弱的波動成分，這些波動成分對磁鏈數(shù)值的影響很大，造成電動機轉(zhuǎn)矩強烈的波動，從而導(dǎo)致該方法的優(yōu)越性大減。并利用圖形縮放技術(shù)進行觀察，從而得出電動機轉(zhuǎn)子有無斷條故障的診斷結(jié)果。3 本文的主要研究方法法與研究內(nèi)容本文的主要研究方法是通過傅立葉變換對電動機定子電流進行分析提取出故障特征分量，由于存在50Hz的工頻干擾，需經(jīng)自適應(yīng)陷波器，以濾除50Hz的工頻干擾，更好的提取出特征分量。（2）通過在對常用的傅里葉變換在信號處理中存在的局限性進行分析的基礎(chǔ)上，引入了自適應(yīng)陷波器這一分析方法，來實現(xiàn)電動機斷條故障的診斷（即特征分量的提取）。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件，如下圖21所示： 圖21封閉式三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)圖 1—軸承；2—前端蓋；3—轉(zhuǎn)軸；4—接線盒；5—吊環(huán)；6—定子鐵心；7—轉(zhuǎn)子；8—定子繞組；9—機座；10—后端蓋；11—風(fēng)罩；12—風(fēng)扇 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、定子的結(jié)構(gòu) ★ 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動機的轉(zhuǎn)動部分，作用是帶動其他機械設(shè)備旋轉(zhuǎn)。 ① 繞線形繞組 它與定子繞組一樣也是一個三相繞組，通常的連接形式是星形連接，其中的三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上的三個與轉(zhuǎn)軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，因此在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動勢用以改善電動機的運行性能是可行的，見圖22所示。通常情況下100kW以下的異步電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。機座：機座一般是由鑄鐵或鑄銅澆鑄成型的，它的作用主要是保護和固定