一种基于包络调制和滑差确认的双签名转子故障诊断方法

《Chinese Journal of Electrical Engineering》：A dual-signature rotor fault diagnosis method using envelope modulation and slip confirmation

　　

在感应电动机中，初期断条（BRB）故障的检测仍然是一个重大挑战，因为与该故障相关的特征成分非常微弱，并且被电动机定子电流信号中的主频成分所掩盖。本文提出了一种新型的低成本双重特征故障检测框架，该框架独特地结合了包络调制、频谱移位和转子滑差确认技术，从而能够准确识别初期断条故障。首先，对三相定子电流信号应用基于主成分的投影（PCIP）方法，利用改进的基于投影的包络方法有效分离出低频幅度调制。然后利用投影得到的分析信号生成对故障敏感的包络谱。为了提高可见性，将与故障相关的频率成分向供电频率方向移位，从而在其周围生成可检测的边带。其次，同时从同一包络信号中提取转子机械频率以估计滑差。这种估计方式不仅为检测到的故障提供了独立的物理验证，还有效减少了误报。所提出的框架使用多种故障严重程度、不同负载扭矩和两种不同供电频率的实验数据集进行了验证。结果表明，该方法不仅可以可靠地检测到初期断条的特征，还提供了基于滑差的验证依据。该方法具有可扩展性、非侵入性和计算效率高，非常适合用于电动机状态监测。