[发明专利]一种表贴式永磁同步电机轴承故障程度评价方法及装置

说明书

本发明属于电机故障振动与预测技术领域，公开了一种表贴式永磁同步电机轴承故障程度评价方法及装置，包括：获取表贴式永磁同步电机的振动波形；对所述振动波形进行傅里叶分解，计算所述振动波形的主要阶次及对应的幅值；将所述振动波形的主要阶次对应的幅值代入轴承故障程度指标计算模型中，获得故障程度指标值；获取电机轴承处于故障程度时的标准指标值；将所述故障程度指标值与所述标准指标值进行比较，评定电机轴承当前的故障程度。该方法有助于监测永磁同步电机在实际工况下的轴承故障程度以及根据其变化进行故障预测。

技术领域

本发明涉及电机故障诊断与预测技术领域，特别涉及一种表贴式永磁同步电机轴承故障程度评价方法及装置。

背景技术

永磁同步电机具有较高的功率质量比、能量利用率以及良好的伺服性能等优点，被广泛应用于机械制造、机器人控制、航空航天等领域。电机轴承发生故障会加剧电机的振动和噪声，严重影响正常工作。若能够在机器设备正常工作时，若能实现对永磁同步电机轴承故障程度进行在线监测，并依次评定永磁同步电机轴承的健康状态，将有助于实现电机的轴承故障预测。

电机轴承故障诊断方法可分为简易诊断法和精密诊断法。简易诊断是通过将测得的振动波形的特征值(如峰值、有效值、峭度等)与给定的轴承故障判定标准界限进行比较，若实测特征值超过标准界限则判定为出现故障。精密诊断最常用的是频谱分析法，即通过适当的振动信号处理方法，将特定的频率成分分离出来，然后对其进行绝对值处理、频率分析，找出信号的特征频率，确定轴承故障部位。然而，上述两种故障诊断方法只适用于确定轴承故障的部位和类别，难以用于对电机轴承故障程度进行在线监测，尤其是轴承故障轻微时。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种表贴式永磁同步电机轴承故障程度评价方法及装置，以解决如何对永磁同步电机轴承故障程度进行监测的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种表贴式永磁同步电机轴承故障程度评价方法，包括：

获取表贴式永磁同步电机的振动波形；

对所述振动波形进行傅里叶分解，计算所述振动波形的主要阶次及对应的幅值；

将所述振动波形的主要阶次对应的幅值代入轴承故障程度指标计算模型中，获得故障程度指标值；

获取电机轴承处于故障程度时的标准指标值；

将所述故障程度指标值与所述标准值进行比较，评定电机轴承当前的故障程度。

进一步地，获取表贴式永磁同步电机的振动波形，包括：

通过振动传感器和数据处理技术获取表贴式永磁同步电机轴承的振动数据；

根据所述振动数据，获取表贴式永磁同步电机的振动波形。

进一步地，对所述振动波形进行傅里叶分解，计算所述振动波形的主要阶次及对应的幅值，包括：

对所述电流波形做傅里叶变换，测算得到的振动波形的主要阶次为1f、2f、pf、2pf和sf，f为电机转子旋转频率，单位Hz，p为永磁同步电机的极对数，s永磁同步电机的槽数，对应幅值为V₁，V₂，V_p，V_2p，V_s。

进一步地，将所述振动波形的主要阶次及对应的幅值代入轴承故障程度指标计算模型中，获得故障程度指标值，包括：

将所述振动波形的主要阶次1f、2f、pf、2pf、sf对应的幅值V₁，V₂，V_p，V_2p，V_s代入轴承故障程度指标计算模型中，获得故障程度指标值H，其中轴承故障程度指标计算模型表达式如公式(1)所示；