[发明专利]潜水电机止推轴承故障检测方法

说明书

本发明涉及电气工程的技术领域，更具体地，涉及一种潜水电机止推轴承故障检测方法，首先利用有限元软件建立正常状态的潜水电机模型二维模型，在瞬态场中求解电机在负载情况下的输出转矩和转速；其次根据潜水电机中的止推轴承滑块数量和电机转速计算其故障频率和故障时间点；接着设定故障时对电机负载的变化情况；最后根据计算的电磁性能结果与实际故障情况对比检测轴承故障严重程度。本发明通过在电机有限元二维模型中的止推轴承故障时间节点引入冲击负载来模拟故障对电机性能的影响，为潜水电机止推轴承故障分析提供了一种故障检测方法，解决了缺少潜水电机止推轴承故障检测方法的问题。

技术领域

本发明涉及一种电机故障检测方法，特别是一种潜水电机止推轴承故障检测方法。

背景技术

潜水电机在水资源配置、抢险救灾等领域发挥着重要作用，而止推轴承故障是引起潜水电机故障的主要因素之一，严重影响了潜水电机的安全可靠运行。止推轴承位于潜水电机尾部，其内部有一层水膜，负责承受电机运行时的产生的轴向力。由于止推轴承内部的水膜非常薄，一旦电机内部循环水中混入异物，就会极大地影响水膜的稳定性，使得止推轴承内部发生干摩擦，破坏轴承的止推滑块和圆盘。因此，研究止推轴承故障机理和诊断方法具有实际意义。

止推轴承故障机理尚不明确，但是通过样机试验去获取实际数据不仅消耗人力物力，一些电机参数也不易获取。轴承故障诊断领域的研究成果繁多，为了验证方法的有效性同样需要数据支撑。综上而言，设计一个止推轴承故障检测方法十分有必要。

发明内容

本发明在于提供潜水电机止推轴承故障检测方法，该仿真模型以模拟止推轴承故障时潜水电机内部的电磁性能变化特点作为检测依据为目标。达到为潜水电机止推轴承故障提供检测方法的目的。

在实际中当止推轴承发生故障时，轴承滑块的表面可以观察到呈多个同心圆分布的划痕，而产生这些划痕必然会引起电机负载的变化，为模型设计方法提供了依据。本发明的解决方案是：

一种潜水电机止推轴承故障检测方法，包括以下步骤：

S10：利用有限元软件建立正常潜水电机二维模型；

S20：在瞬态场中根据工况设置参数并求解；

S30：根据S20中的电机转速和止推轴承的机械结构计算故障频率和故障时间区间；

S40：结合S30中的计算结果设定轴承故障时对电机负载的变化影响，得到止推轴承故障有限元模型。

具体的，步骤S20中，仿真时间要确保电机达到稳态。

具体的，步骤S20中，电机的机械设置为耦合负载。

在实际操作中具体的，步骤S20中，耦合负载的负载大小依据工况设置。

作为本发明具体的方案，步骤S30中，电机转速为S20中耦合负载所对应的转速。

作为本发明具体的方案，步骤S30中，故障时间区间包括冲击时间和摩擦时间。

作为本发明具体的方案，步骤S30中，止推轴承故障频率和故障时间区间按以下步骤计算：

S31：计算止推轴承故障频率：

电机轴转速为n，单位为rad/min，当止推轴承内部出现故障，电机轴每转一圈出现的故障点数应与轴承滑块数一致，则有：

N_f＝n_c

故障时间点则为：

那么止推轴承的故障频率为：