基于虚拟仪器的电机振动监测系统研究及实现

作     者：历秀明 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯健

授予年度：2011年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电机振动 虚拟仪器 信号处理 故障诊断 

摘      要：长期以来,电机的振动问题一直困扰着许多工程技术人员。由于缺乏可行的监测和诊断方法,此类问题一旦出现,往往得不到彻底地解决。通过监测电机的运行状况并及时地诊断出电机的故障,这样可以提高生产设备的效率,保证生产的顺利进行。 为了解决这个问题,本文将虚拟仪器技术应用于电机的振动问题,建立基于虚拟仪器的电机振动监测系统,该系统充分利用了计算机技术带来的成果,在花费较少的情况下,能够较传统分析仪器更加深入的对电机振动信号进行分析,并实现电机故障的自动诊断。本文主要进行了以下几个方面的工作： 首先,本文根据电机振动监测系统的功能要求,构建了电机振动信号采集系统。根据加速度传感器的工作原理,针对电机振动信号采集系统的要求,确定了传感器和虚拟仪器数据采集卡的型号,完成了振动数据采集系统的硬件设计。在此基础上,设计了振动信号采集、数据保存及查询程序,为振动信号的在线和离线分析提供了必要条件。 其次,针对电机振动信号非平稳性的特点,通过振动数据的多分辨率分析,提出了一种基于非抽取小波的电机振动信号去噪分析算法,合理的选择参数,有效的实现了振动原始信号的去噪。利用连续小波变换只保留信号幅值信息的特点,研究了基于小波的信号突变点检测算法,并提出了一种基于连续小波的电机振动信号突变点检测方法,有效的实现了振动信号的突变点检测。 再次,根据转子不平衡和定子异常产生的电磁振动两种故障的信号特征,通过研究频谱分析理论,并结合相关性分析,提出了一种基于功率谱密度互相关分析的电机振动故障诊断方法,有效的实现了振动故障的自动诊断。 最后,完成了基于LabVIEW的电机振动监测系统各个模块的具体设计,并对整个系统进行性能测试。 本文讨论了基于虚拟仪器的电机振动监测系统的构成,并通过研究基于LabVIEW的振动信号小波分析算法和电机故障诊断的方法,完成了整个系统的设计。