基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法对比研究

杨　明　柴　娜　李　广　李雨琪　徐殿国

(哈尔滨工业大学电气工程系　哈尔滨　150001)



基于电机驱动系统的齿轮故障诊断方法对比研究

杨明柴娜李广李雨琪徐殿国

(哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001)

电机的电磁转矩、定子电流等信号可以反映负载转矩的变化，故而在采用电机驱动的齿轮传动系统中，可直接利用电机本体作为传感器来实现齿轮故障的无损诊断。建立了电机、齿轮一体化机电系统模型，对电磁转矩分析法(ETSA)和电机电流特征分析法(MCSA)的故障诊断原理进行了分析与仿真验证，发现电磁转矩信号不受电流基波的影响，更能直观地体现出故障信息；且故障特征在频域下比时域下更为明显。实验平台综合对比了不同转速和负载转矩下两种方法的诊断效果。结果表明两种方法均受转速和负载转矩影响较大，低速重载有利于故障诊断的进行；但ETSA比MCSA适用的转速范围更广。

电磁转矩分析法电机电流特征分析法齿轮故障诊断

0　引言

齿轮传动机构具有结构紧凑、传动准确可靠、可实现较大的减速比等优点，在工业生产中具有广泛的应用[1]。由于过载、周期性疲劳应力等不良工作状况，齿轮易出现点蚀、齿根裂纹、断齿等故障，使生产过程中断，甚至发生严重事故[2]。对齿轮进行状态监测，实现早期故障诊断，并进一步预测齿轮寿命具有重要意义。传统的齿轮故障诊断方法有振动法、噪声检测法等，这些方法发展比较成熟，但仍存在一些缺点，如需安装传感器，而传感器价格比较昂贵，且会对设备造成损害；……