[发明专利]基于统计分析的直线电机定子高度不平衡故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于统计分析的直线电机定子高度不平衡故障诊断方法。该方法步骤如下：在直线电机定子下方安装测距传感器，利用测距传感器进行电机定子气隙值以及槽楔值的测量；将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生定子高度不平衡故障：通过比较电机定子特征高度与定子高度允许的最大或最小阈值，判断是否发生电机定子高度过高或者过低故障；通过比较X端和Y端，或者U端和V端的气隙特征值，判断是否发生单端下沉不平衡故障；通过比较X端、Y端、U端、V端的气隙特征值，判断是否发生四角差不平衡故障。本发明直线电机定子高度不平衡故障的判断依据可靠性高，提高了判断结果的准确性。

技术领域

本发明涉及电机故障诊断技术领域，具体为一种基于统计分析的直线电机定子高度不平衡故障诊断方法。

背景技术

直线电机是一种能将电能直接转换成直线运动的电机，它无需转换机构即可直接获得直线运动，没有传动机械的磨损，结构简单，响应快速，操作维护简单，因此在工业设备、物流运输、信息与自动化系统、交通等领域得到了广泛应用。

直线电机在工作时，其定子(也成为初级)与转子(也称之为次级)之间保持特定的高度距离。直线电机转子固定不动，其高度调节主要通过调整定子来实现，如果定子与转子之间的高度出现如下不平衡故障，将会严重影响电机运行：第一是定子高度不平衡，也就是定子与转子之间的高度距离过大或者过小；第二是定子单端下沉不平衡故障，也就是一端的定子高度，明显与另一端的定子高度不一致，呈现出定子向某一端倾斜的现象；第三是定子四角差不平衡故障，也就是定子四个角的高度存在明显差异，呈现出定子向某个角切斜的现象。

针对直线电机的故障诊断，较多集中在气隙偏心故障、绕组匝间短路等方向，而针对现场运行中经常遇到的定子高度不平衡故障，尚未有明确的诊断方法，目前一般是在电机停机静止状态下，采用专用工具进行高度测量，然后依据专业工程师经验判定是否存在高度不平衡故障。针对采用直线电机驱动的列车，且在线路上安装了气隙在线检测/监测系统，则可以通过对在线气隙波形的分析，人工判定是否存在定子高度不平衡故障，但判定依据仍是靠经验，存在劳动强度大且可靠性差等问题。

发明目的

本发明的目的在于提供一种高效、准确的基于统计分析的直线电机定子高度不平衡故障诊断方法，以实现定子高度不平衡、定子单端下沉不平衡以及定子四端差不平衡故障诊断。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于统计分析的直线电机定子高度不平衡故障诊断方法，步骤如下：

步骤1、在直线电机定子下方安装测距传感器，利用测距传感器进行电机定子气隙值以及槽楔值的测量；

步骤2、将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生定子高度不平衡故障：通过比较电机定子特征高度与定子高度允许的最大或最小阈值，判断是否发生电机定子高度过高或者过低故障。

进一步地，针对采用直线电机驱动的列车，步骤1所述测距传感器设置于两个枕轨之间的空隙，测距传感器的探头竖直向上，垂直于列车运行方向。

进一步地，步骤1所述电机定子气隙值即定子凹槽两侧凸台距离传感器的高度，槽楔值即定子凹槽底部距离传感器的高度。

进一步地，步骤1所述在直线电机定子下方安装测距传感器，具体为：

所述直线电机的四角分别采用一根吊杆进行固定安装，电机定子依据前进方向分为前端和后端，将右侧前端、后端分别标示为X端和Y端，将左侧前端、后端分别标示为U端和V端；

在直线电机定子下方X、Y一侧设置一个测距传感器，U、V一侧设置另一个测距传感器，该两个测距传感器获取两条气隙曲线。

进一步地，步骤2所述将测距传感器的测量数据进行统计分析，判断直线电机是否发生定子高度不平衡故障，具体如下：