电机故障诊断综合实验课程名称：电气设备故障诊断技术实验组员；张笑庆（信电09-8）丁慧慧（信电09-8）王喜乐（信电09-8）朱星奎（信电09-8）目录实验目的…………………………………………………………………3实验内容…………………………………………………………………3实验原理…………………………………………………………………3四、实验步骤…………………………………………………………………3五、数据采集与分析步骤……………………………………………………4六、数据处理…………………………………………………………………51、傅里叶变换法………………………………………………………52、PARK矢量法…………………………………………………………83、小波变换法…………………………………………………………13七、实验总结…………………………………………………………………15一、实验目的1、初步了解故障诊断的过程；2、了解并初步掌握电机转子断条和气隙偏心故障的定子电流频谱分析方法；3、认识不同的数据处理与故障诊断方法在故障诊断的敏感性和准确性等方面的差异。二、实验内容分别采集状态良好的和存在转子断条，气隙偏心，匝间短路故障的三相异步电动机、在不同负载工况下的三相电流数据；然后运用已编制好软件或运用MATLAB自行编程，对测试数据进行频谱分析，根据相应的故障诊断特征频谱分量，判断电机的故障状态。三、实验原理当三相电机出现转子断条故障时，电流频谱中会出现特征分量=（1±2ks）*f1，通常k=1时的特征最为明显；当出现气隙偏心故障时，电流频谱中会出现特征分量=f1±mfr，其中fr为转子频率，m为正整数。当三相电动机出现定子匝间短路故障时，通过对三相定子电流运用Park矢量模平方函数进行变换，电流中除了直流分量外还出现了两倍的基频分量。电机稳态运行时，转速相对稳定，故障特征频率也相对稳定，因此，可根据频谱分析结果判断电机有无对应故障。四、实验步骤转子断条故障注意：严格按照实验步骤，同时在调节整定时间时注意安全！（１）时间继电器的调整。依据外界环境，调整时间继电器的整定值，环境潮湿：整定值可在１～２分钟范围内；干燥：整定值可调小些，顺时针方向时间整定值增大。（２）励磁电压的调整。调节励磁电压旋钮使励磁电压达到180V。注意：不得高于200V。（３）启动风机和电动机。启动风机和电动机前，检查负载控制按钮，使之处于断开状态，然后依次按下启动风机和电动机启控制按钮；整定时间到，电动机自动运行，此时发电机便处于发电状态。（４）负载控制及信号采集。1）在空载状况下，记录当前电动机的转速，采集当前电流的波形并保存数据以便分析；2）按下负载控制按钮Ⅰ，记录当前电动机的转速，采集当前电流的波形，并保存数据以便分析；3）按下重载控制按钮Ⅱ，记录当前电动机的转速，采集当前电流的波形，并保存数据以便分析；（５）停机。停机控制顺序是断开负载，其次是电动机、励磁、最后是风机控制按钮。（６）更换电动机转子重复上述过程。五、数据采集与分析步骤针对状态良好、转子一根断条和转子三根断条的三相异步电动机在满载时的电压信号进行采集和分析研究，实验产生的数据存为后缀为CSV的excel文件，需要用matlab软件处理之后，才能画出波形图、频谱图和PARK矢量图，并可以利用小波分形进行谐波含量的研究。六、数据处理1、傅里叶变换法通过用matlab软件编程，将采集到的三相电压信号，画出其中一相电压波形图，然后通过傅里叶算法转换到频域上，画出其中一相电压的频谱图，并根据其频谱图中是否含有故障频率分量fb=（1±2s）f1（其中f1为电网频率，s为转差率），通过比较故障特征频率的幅值和基波频率的幅值，来判断电动机故障情况。程序：clc;%清空屏幕clear;%清除工作空间变量deltat=1/5000;%采样时间N=20000;%傅里叶分析时的点数c1=xlsread('haodianji.csv');%读入采样信号（正常状态三相电压）c2=c1(:,1);%取采样信号的第一列（也就是a相的电压）plot((1:N)/N,c2(1:N))%画出波形图axis([0,0.05,-1.5,1.5]);%选定坐标范围hold%保持窗口F1=abs(fft(c2));%傅里叶变换figure(2)%打开一个新窗口plot((1:N)/(N*deltat),log10(F1(1:N)))%画出频谱图形axis([0,100,0,5]);%选定坐标范围以下为得到的波形图和频谱图：（1）正常状态三相异步电机的波形图