[00803853]异步电动机初发故障在线检测技术及其应用

异步电动机应用广泛，其安全运行至关重要。异步电动机初发故障主要包括转子断条、定子绕组匝间绝缘劣化与轴承劣化故障。异步电动机初发故障在线检测技术可以在毫不干扰电机运行状态的前提下、于故障初发阶段即行报警，从而避免严重事故、杜绝意外停机，具有重要意义。异步电动机初发故障所体现的、区别于健康状态的故障特征是细微的，提取该故障特征并据此实现初发故障在线检测必须同时保证高灵敏度与高可靠性。现有的异步电动机初发故障在线检测技术普遍依赖于傅里叶频谱分析而存在局限性，即无法摆脱频率分辨力/信号采样时长的限制，在负载波动、供电波动、噪声干扰等情况下可能失效。对于工程实际中广泛使用、恰恰是重点关注对象的大、中型异步电动机而言，这一问题更加突出。这是亟待解决的、制约异步电动机初发故障在线检测技术应用与发展的“瓶颈”问题。已实现工程化的异步电动机初发故障在线检测产品均由国外公司垄断，不但未解决上述“瓶颈”问题，且价格昂贵。主要技术内容该项目研究基础扎实，其初期成果在2012年11月即获得中国人民解放军科技进步一等奖——舰艇异步电机通用状态检测装置与主动维修技术。2013年以来，该项目继续推进、深化。针对上述“瓶颈”问题，针对现有异步电动机初发故障在线检测产品为国外公司所垄断的不利局面，在国家自然科学基金的支持下，历经近十年的不懈努力，率先发明了基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机初发故障在线检测方法，并研制成功具有完全自主知识产权、业已工程化的产品——异步电动机初发故障在线检测仪，这就解决了上述“瓶颈”问题、打破了国外公司的垄断。 创新点：(1)发明了新的高频率分辨力谱估计技术以传统ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）为基础，发明了有色噪声背景下的预滤波ESPRIT、四阶累积量ESPRIT，二者对背景噪声的免疫力优于传统ESPRIT。 (2)发明了基于高频率分辨力谱估计技术与优化算法的异步电动机初发故障在线检测新方法该项目创造性地将高频率分辨力谱估计技术与优化算法相结合，发明了兼具高灵敏度与高可靠性的异步电动机初发故障在线检测新方法。 (3)研制成功异步电动机初发故障在线检测仪该产品具有完全自主知识产权、业已工程化，并进入了产业化推进阶段。技术经济指标相对于曾据垄断地位的国外公司的技术、产品，该项目发明的异步电动机初发故障在线检测技术与产品，在灵敏度、可靠性、性价比等方面实现了全面超越。 应用推广及效益情况异步电动机初发故障在线检测技术及产品已推广、应用于工程实际，包括中国人民解放军海军装备部在内的重要用户已达50余家。近三年取得直接经济效益189.9万元、间接经济效益估计约1000万元。这推动了异步电动机初发故障在线检测技术乃至学科的进步与发展。