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轮毂电机试验台故障诊断功能设计

2022-02-07 10:18:25

试验台的故障诊断功能需要尽可能全面地模拟轮毂电机各类常见故障,形成系统完备的故障诊断功能,即其既能满足轮毂电机的电气故障研究,同时也能对其机械故障及表现特征进行提取与分析,更重要的是,作为特殊的轮毂电机试验台功能,务必要建立相应的标准化流程,用于规范故障诊断分析与试验操作流程,规避人为操作引入的试验系统误差带来的诊断功能失常,为后期的标准化故障诊断模型库的建立提供基础。
考虑到电气故障与机械故障由于其形成机理大相径庭,故在设计两者故障诊断模拟方案时,需要基于试验台分别对两类故障进行独立设计与研究。在进行电气故障诊断研究时,首先,建立正常状态的理论电机模型,通过设置对应的参数进行仿真,观测其在设定工况下的理论状态信号变化,仿真的信号作为理论正常信号用于后期试验数据的对比,从而分析试验数据的可靠性和排除粗大误差。随后,在正常状态模型的基础上增加相应的故障变量,获取故障状态下电机的特征信号表现形式,此时通过初步对比分析确定在该类故障下,表现更敏感的信号作为特征参数进行进一步测取,如电压或电流信号等。在上述理论分析的基础上,开展故障模拟试验,通过恰当的故障模拟方案定量模拟故障程度,并采集各类试验状态信号,通过对比仿真与试验数据的变化及趋势,分析试验系统的误差与噪声,在进行系统的修正调试与数据滤波处理后,试验数据即可用于建立轮毂电机的故障诊断模型。
区别于电气故障,轮毂电机的机械故障形成过程漫长、机理较为复杂,且其原因大多可以归结于安装误差、疲劳磨损与强干扰冲击等因素,故机械故障的诊断更加侧重于轮毂电机的状态信号准确提取而非故障原因与形成过程分析。
轮毂电机状态信号的准确提取研究,主要分为“去粗”与“取精”两个主要部分,其中“去粗”指排除轮毂电机之外的噪声振动信号,消除或降低来自于外界环境的振动干扰;“取精”则是通过设置敏感的振动测点精确的获取电机自身状态的变化信息。“去粗取精”的机械故障特征获取的方法亦可为后期实车试验的提取技术提供参考,获取敏感性高、信息性强的状态信号作为故障诊断特征参数,提高轮毂电机的故障诊断可靠性。