本發(fā)明涉及故障檢測領(lǐng)域，具體為一種異步電機故障識別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、異步電機因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠等特點，在工業(yè)領(lǐng)域和日常生活中得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著使用時間的增加和工作環(huán)境的變化，異步電機可能會出現(xiàn)各種故障，如轉(zhuǎn)子斷條、軸承損壞、定子繞組短路等。這些故障不僅會影響電機的性能，導(dǎo)致效率下降，還可能引發(fā)設(shè)備的停機，造成生產(chǎn)損失，甚至可能引發(fā)安全事故。

2、及時發(fā)現(xiàn)和診斷異步電機的故障，能夠防止意外停機和生產(chǎn)線停產(chǎn)，保持生產(chǎn)過程的連續(xù)性。傳統(tǒng)的故障檢測方法多依賴于人工檢查和定期維護，但這些方法往往費時費力，且難以在早期階段發(fā)現(xiàn)潛在問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種異步電機故障識別方法，所述方法包括以下步驟：

2、采用傳感器設(shè)備采集異步電機運行過程中產(chǎn)生的振動信號，對采集到的振動信號進行時頻分析得到時頻圖；

3、在時頻圖上初始化多個可移動點，計算以所述可移動點為中心的窗口內(nèi)時頻圖的標(biāo)準(zhǔn)差，基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長；在水平移動后，以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長，如果移動后可移動點在時頻圖中的值小于垂直移動前的值，則根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率；在可移動點移動到新位置后更新度量矩陣；

4、基于最后度量矩陣提取時頻圖的脊線，并識別脊線所對應(yīng)的異步電機故障。

5、優(yōu)選地，所述基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長，具體為：

6、將所述窗口分為相同大小的左右兩部分，并計算左邊的標(biāo)準(zhǔn)差和右邊的標(biāo)準(zhǔn)差的比值，基于所述比值得到向左移動的概率和向右移動的概率；

7、預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間和步長的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)窗口的所述標(biāo)準(zhǔn)差所處的標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間確定步長，其中，標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間的平均值和步長反相關(guān)。

8、優(yōu)選地，所述以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長后，還包括：

9、如果移動后可移動點在時頻圖中的值不小于垂直移動前的值，則將等概率選擇的垂直移動方向作為垂直移動方式。

10、優(yōu)選地，所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率，具體為：

11、獲取垂直移動前可移動點的所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差，以及垂直移動前可移動點的上面一個點在所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差、下面一個點在所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差；

12、基于當(dāng)前溫度設(shè)置權(quán)重，對垂直移動前可移動點的所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差進行加權(quán)；

13、按照所述垂直移動前可移動點的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)差、上面一個點的標(biāo)準(zhǔn)差、下面一個點的標(biāo)準(zhǔn)差計算得到不移動概率、向上移動概率和向下移動概率。

14、優(yōu)選地，在所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率之后，還包括：

15、根據(jù)移動概率和不移動概率確定可移動點在垂直移動方向，按照所述垂直移動方向移動可移動點。

16、另外一方面，本發(fā)明提供了一種異步電機故障識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

17、振動采集模塊，用于采用傳感器設(shè)備采集異步電機運行過程中產(chǎn)生的振動信號，對采集到的振動信號進行時頻分析得到時頻圖；

18、特征提取模塊，用于在時頻圖上初始化多個可移動點，計算以所述可移動點為中心的窗口內(nèi)時頻圖的標(biāo)準(zhǔn)差，基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長；在水平移動后，以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長，如果移動后可移動點在時頻圖中的值小于垂直移動前的值，則根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率；在可移動點移動到新位置后更新度量矩陣；

19、故障識別模塊，用于基于最后度量矩陣提取時頻圖的脊線，并識別脊線所對應(yīng)的異步電機故障。

20、優(yōu)選地，所述基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長，具體為：

21、將所述窗口分為相同大小的左右兩部分，并計算左邊的標(biāo)準(zhǔn)差和右邊的標(biāo)準(zhǔn)差的比值，基于所述比值得到向左移動的概率和向右移動的概率；

22、預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間和步長的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)窗口的所述標(biāo)準(zhǔn)差所處的標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間確定步長，其中，標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間的平均值和步長反相關(guān)。

23、優(yōu)選地，所述以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長后，還包括：

24、如果移動后可移動點在時頻圖中的值不小于垂直移動前的值，則將等概率選擇的垂直移動方向作為垂直移動方式。

25、優(yōu)選地，所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率，具體為：

26、獲取垂直移動前可移動點的所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差，以及垂直移動前可移動點的上面一個點在所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差、下面一個點在所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差；

27、基于當(dāng)前溫度設(shè)置權(quán)重，對垂直移動前可移動點的所述窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差進行加權(quán)；

28、按照所述垂直移動前可移動點的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)差、上面一個點的標(biāo)準(zhǔn)差、下面一個點的標(biāo)準(zhǔn)差計算得到不移動概率、向上移動概率和向下移動概率。

29、優(yōu)選地，在所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率之后，還包括：

30、根據(jù)移動概率和不移動概率確定可移動點在垂直移動方向，按照所述垂直移動方向移動可移動點。

31、本發(fā)明能夠自動調(diào)整可移動點的步長，具體地，在變化劇烈的區(qū)域，步長較小，以提高搜索精度，在變化平緩的區(qū)域，步長較大，加速搜索；而且通過比較可移動點及其上下點的值來計算移動或不移動的概率，使得移動過程更具魯棒性，有效減少無效的移動操作，提高了搜索的可靠性。通過提高脊線的提取速度和準(zhǔn)確度，進而提高對異步電機故障識別的速度和準(zhǔn)確度。

技術(shù)特征：

1.一種異步電機故障識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長，具體為：

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長后，還包括：

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率，具體為：

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率之后，還包括：

6.一種異步電機故障識別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長，具體為：

8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長后，還包括：

9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率，具體為：

10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率之后，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明為一種異步電機故障識別方法及系統(tǒng)，包括了采用傳感器設(shè)備采集異步電機運行過程中產(chǎn)生的振動信號，對采集到的振動信號進行時頻分析得到時頻圖；在時頻圖上初始化多個可移動點，計算以所述可移動點為中心的窗口內(nèi)時頻圖的標(biāo)準(zhǔn)差，基于所述標(biāo)準(zhǔn)差確定可移動點水平移動方向和步長；在水平移動后，以相同的概率在垂直方向上移或者下移所述步長，如果移動后可移動點在時頻圖中的值小于垂直移動前的值，則根據(jù)垂直移動前可移動點以及可移動點上下兩點確定移動概率和不移動概率；在可移動點移動到新位置后更新度量矩陣；基于最后度量矩陣提取時頻圖的脊線，并識別脊線所對應(yīng)的異步電機故障。

技術(shù)研發(fā)人員：陳莉,賀瑜
受保護的技術(shù)使用者：江蘇承力機械集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2