1.一种大功率永磁电机故障诊断系统,其特征在于,包括永磁电机、伺服控制器和工业控制计算机,永磁电机与伺服控制器相连,伺服控制器与工业控制计算机电连接,在永磁电机上设置有振动传感器和温度传感器,振动传感器和温度传感器均与工业控制计算机相连,永磁电机还通过测温光纤与工业控制计算机相连;
伺服控制器采集永磁电机的电流信号,并将电流信号上传至工业控制计算机,工业控制计算机通过伺服控制器控制永磁电机停机。
2.根据权利要求1所述的一种大功率永磁电机的故障诊断系统,其特征在于,所述振动传感器包括第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器;
第一振动传感器安装在永磁电机前轴承端盖的侧面,用于测量永磁电机前轴承的轴向振动;
第二振动传感器安装在永磁电机前轴承端盖的上面,用于测量永磁电机前轴承的径向振动;
第三振动传感器安装在永磁电机后轴承端盖的侧面,用于测量永磁电机后轴承的轴向振动;
第四振动传感器安装在永磁电机后轴承端盖的上面,用于测量永磁电机后轴承的径向振动;
所述测温光纤缠绕在永磁电机定子绕组的线圈上,用于分布式测量定子绕组的温度;
所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器,第一个温度传感器安装在永磁电机前轴承的外圈,用于测量永磁电机前轴承温度;第二个温度传感器安装在永磁电机后轴承的外圈,用于测量永磁电机后轴承温度。
3.根据权利要求2所述的一种大功率永磁电机故障诊断系统的诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:根据实际大功率永磁电机的状态与监测需求,针对电机超温故障建立电机温升模型,针对电机轴承故障和电机退磁故障,建立基于D-S理论的多源传感融合故障诊断模型;
电机温升模型:由于永磁电机定子绕组不同位置的温度不同,为实现分布式全面检测,以永磁电机轴的中心为原点,建立电机三维坐标系,通过网格划分,将电机定子绕组温度进行坐标化模拟计算输出,生成不同坐标下的T(i,j,k);
由于电机轴承故障和退磁故障的故障征兆有相似之处,多源传感融合故障诊断模型的融合信度函数为:不确定性函数为:
其中,αj是传感器j最大相关系数;Cj(Ai)是传感器j对目标模式Ai的相关系数;Nc是目标模式数目;βj是传感器j的相关分配值;Wj是传感器j的环境加权系数;Rj是传感器j的可靠性系数;N是传感器总数;
步骤2:在工业控制计算机上设定超温阈值T,信度函数阈值E(1)和E(2),证据不确定性阈值E(3),根据工业控制计算机采集的传感器输入信息,分别提取特征向量;
步骤3:进行状态检测与故障诊断;
针对电机超温故障,根据光纤测温数据建立电机定子绕组三维坐标下的温度值T(x,y,z),与电机温升模型的参考温度值T(i,j,k)进行比较,当温度超过阈值T,说明出现超温故障,则伺服控制器发出信号进行停机处理;
计算电机轴承温度、轴承振动和电机电流信号对各类故障的融合信度函数m(A1),m(A2),m(A3)和结果不确定性信度函数m(θ),设定信度函数阈值E(1),E(2),证据不确定性阈值E(3);
针对电机轴承故障:计算W(1)=m(A1)-m(A2),W(2)=m(A1)-m(A3),W(3)=m(A1)-m(θ),若m(A1)=Max[m(A1),m(A2),m(A3)],且W(1)>E(1),W(2)>E(2),W(3)
针对电机退磁故障:计算W(4)=m(A2)-m(A1),W(5)=m(A2)-m(A3),W(6)=m(A2)-m(θ),若m(A2)=Max[m(A1),m(A2),m(A3)],且W(4)>E(1),W(5)>E(2),W(6)