本书主要以电动机为研究对象, 基于在美国德克萨斯 A&M 大学电机和电力电子实验室的多年研究与开发, 作者给出了故障起因和后果的基本原理, 对于多种故障诊断技术进行了研究, 为电机故障诊断和状态监测提供了应用指导。 全书共有 11 章, 首先利用绕组函数法、 等效磁路法建立了电机故障模型; 然后利用有限元方法分析了电机故障机理, 并详细讲解了基于频域分析技术、 基于模型技术、 应用模式识别技术和电机电流特征分析 (MCSA) 等的电机故障诊断方法; 最后给出了基于 DSP 的电机故障诊断的实现方案, 以及基于参考系理论的混合电动汽车故障诊断应用和诊断中的鲁棒信号处理技术。本书集故障建模、 诊断和应用于一体, 是一本理论分析和实践应用完美结合的于一卷的好书, 可作为电机领域工程技术人员的参考书, 也可作为高等院校有关专业高年级师生的参考书。

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电机建模, 状态监测与故障诊断 = Electric machines : modeling, condition monitoring, and fault diagnosis

Electric Machines : Fault Diagnosis and Condition Monitoring

Toliyat, Hamid A., Nandi, Subhasis, Choi, Seungdeog, Meshgin-Kelk, Homayoun

Hamid A. Toliyat; Subhasis Nandi; Seungdeog Choi; Homayoun Meshgin-Kelk

Hamid A. Toliyat, Subhasis Nandi, Masoud Hajiaghajani, Homayoun Meshgin

托利耶特 (Toliyat, Hamid A.)

Hamid A Toliyat; et al

(美)托利冶特编著

作者

Auerbach Publishers, Incorporated

China Machine Press

Chapman & Hall/CRC

Taylor & Francis

CRC Press LLC

Guo ji dian qi gong cheng xian jin ji shu yi cong, Di 1 ban, Beijing, 2014

Guo ji dian qi gong cheng xian jin ji shu yi cong, Bei jing, 2014

CRC Press (Unlimited), Boca Raton, FL, 2012

United States, United States of America

China, People's Republic, China

1 edition, September 15, 2008

Boca Raton, FL, ©2013

Boca Raton, FL, c2013

1, PS, 2012

producers:
生产者

Bookmarks: p1 (p1): 第1章 绪论
p1-1 (p7): 参考文献
p2 (p8): 第2章 感应电动机和同步电动机故障
p2-1 (p8): 2.1 感应电动机故障介绍
p2-1-1 (p8): 2.1.1 轴承故障
p2-1-2 (p9): 2.1.2 定子故障
p2-1-3 (p12): 2.1.3 转子断条故障
p2-1-4 (p13): 2.1.4 偏心故障
p2-2 (p14): 2.2 同步电动机故障诊断介绍
p2-2-1 (p14): 2.2.1 阻尼绕组故障
p2-2-2 (p15): 2.2.2 永磁同步电动机的退磁故障
p2-2-3 (p16): 2.2.3 偏心故障
p2-2-4 (p17): 2.2.4 定子匝间故障
p2-2-5 (p18): 2.2.5 转子匝间故障
p2-2-6 (p19): 2.2.6 轴承故障
p2-3 (p19): 参考文献
p3 (p24): 第3章 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机建模
p3-1 (p24): 3.1 概述
p3-2 (p25): 3.2 绕组函数法和改进绕组函数法
p3-3 (p28): 3.3 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机电感计算
p3-4 (p33): 3.4 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机电感计算的验证
p3-5 (p38): 参考文献
p4 (p39): 第4章 基于等效磁路法的电机建模
p4-1 (p39): 4.1 概述
p4-2 (p43): 4.2 等效磁路法在凸极同步电机分析中的间接应用
p4-2-1 (p44): 4.2.1 凸极同步电机的等效磁路
p4-2-2 (p45): 4.2.2 凸极同步电机的电感关系
p4-2-3 (p48): 4.2.3 凸极同步电机电感计算
p4-2-4 (p52): 4.2.4 凸极同步电动机电感的实验测量
p4-3 (p54): 4.3 等效磁路法在感应电机分析中的间接应用
p4-3-1 (p54): 4.3.1 感应电机的简化等效磁路
p4-3-2 (p56): 4.3.2 感应电机的电感关系
p4-3-3 (p57): 4.3.3 感应电机电感计算
p4-4 (p60): 4.4 等效磁路法在考虑非线性磁特性的电机分析中的直接应用
p4-5 (p62): 附录
p4-5-1 (p62): 附录A：感应电机参数
p4-5-2 (p63): 附录B：节点磁导矩阵
p4-6 (p64): 参考文献
p5 (p65): 第5章 基于有限元法的感应电动机故障分析
p5-1 (p65): 5.1 概述
p5-2 (p66): 5.2 基于时步有限元法（TSFEM）的故障感应电机几何建模
p5-3 (p66): 5.3 电路和有限元区域的耦合
p5-4 (p68): 5.4 基于有限元法的电机内部故障建模
p5-4-1 (p68): 5.4.1 断条故障建模
p5-4-2 (p70): 5.4.2 偏心故障建模
p5-5 (p73): 5.5 磁饱和对感应电动机故障准确检测的影响
p5-5-1 (p75): 5.5.1 正常和故障感应电动机的气隙磁通密度分析
p5-6 (p77): 参考文献
p6 (p78): 第6章 基于频域技术的电机故障诊断
p6-1 (p78): 6.1 概述
p6-2 (p78): 6.2 关于信号处理的一些定义和例子
p6-2-1 (p78): 6.2.1 连续信号与离散或数字或采样信号
p6-2-2 (p79): 6.2.2 连续、离散傅里叶变换和非参数能量谱估计
p6-2-3 (p83): 6.2.3 参数功率谱估计
p6-2-4 (p84): 6.2.4 应用高阶谱（HOS）进行功率谱估计
p6-2-5 (p86): 6.2.5 应用正弦扫频测量或者数字锁频环（DFLL）技术进行功率谱估计
p6-3 (p87): 6.3 基于频域技术的电机故障诊断
p6-3-1 (p87): 6.3.1 电动机轴承故障检测
p6-3-2 (p91): 6.3.2 定子故障检测
p6-3-3 (p101): 6.3.3 转子故障检测
p6-3-4 (p108): 6.3.4 偏心故障检测
p6-3-5 (p119): 6.3.5 逆变器供电的感应电动机故障检测
p6-4 (p120): 参考文献
p7 (p124): 第7章 应用基于模型技术的电机故障诊断
p7-1 (p124): 7.1 概述
p7-2 (p127): 7.2 正常的三相笼型异步电动机模型
p7-3 (p132): 7.3 定子匝间故障的三相笼型异步电动机模型
p7-3-1 (p132): 7.3.1 不考虑饱和的模型
p7-3-2 (p135): 7.3.2 饱和模型
p7-4 (p139): 7.4 转子断条和端环故障初期的笼型异步电动机模型
p7-5 (p141): 7.5 有偏心故障的笼型异步电动机模型
p7-6 (p142): 7.6 有定子故障的同步磁阻电动机模型
p7-7 (p144): 7.7 有动态偏心故障的凸极同步电动机模型
p7-8 (p145): 参考文献
p8 (p147): 第8章 应用模式识别的故障诊断
p8-1 (p147): 8.1 概述
p8-2 (p148): 8.2 贝叶斯理论和分类器设计
p8-3 (p150): 8.3 正态分布的简化形式
p8-4 (p151): 8.4 故障诊断系统中的特征提取
p8-5 (p153): 8.5 分类器训练
p8-6 (p154): 8.6 应用
p8-7 (p158): 参考文献
p9 (p159): 第9章 基于数字信号处理器的电机电流特征分析故障诊断的实现
p9-1 (p159): 9.1 概述
p9-1-1 (p160): 9.1.1 来自于最佳检测器的加性白高斯噪声信道的互相关方案
p9-2 (p161): 9.2 参考系理论
p9-2-1 (p161): 9.2.1 应用参考系理论的状态监测
p9-2-2 (p161): 9.2.2 多相系统的（故障）谐波分析
p9-2-3 (p163): 9.2.3 在线故障检测结果
p9-3 (p168): 9.3 基于相敏检测的故障诊断
p9-3-1 (p168): 9.3.1 介绍
p9-3-2 (p168): 9.3.2 相敏检测
p9-3-3 (p169): 9.3.3 在线实验结果
p9-4 (p175): 参考文献
p10 (p177): 第10章 基于参考系理论的混合动力汽车故障诊断应用
p10-1 (p177): 10.1 概述
p10-2 (p177): 10.2 混合动力汽车的车载诊断系统
p10-3 (p180): 10.3 车载诊断系统的行驶循环周期分析
p10-4 (p181): 10.4 零速度时转子不对称故障检测
p10-5 (p187): 参考文献
p11 (p188): 第11章 基于数字信号处理器的电动机电流特征分析诊断应用中的鲁棒信号处理技术
p11-1 (p188): 11.1 概述
p11-1-1 (p189): 11.1.1 相干检测
p11-1-2 (p190): 11.1.2 非相干检测（相位不确定性补偿）
p11-1-3 (p190): 11.1.3 故障频率偏移补偿
p11-2 (p191): 11.2 决策方案
p11-2-1 (p192): 11.2.1 自适应阈值设计（噪声不定性的补偿）
p11-2-2 (p193): 11.2.2 Q-函数
p11-2-3 (p194): 11.2.3 噪声估计
p11-3 (p195): 11.3 仿真和实验结果
p11-3-1 (p195): 11.3.1 MATLAB建模仿真结果
p11-3-2 (p196): 11.3.2 离线实验
p11-3-3 (p199): 11.3.3 在线实验结果
p11-4 (p201): 参考文献

科目
关键字
电机建模、状态监测与故障诊断 1
前折页 2
书名页 3
译者序 5
原书前言 7
目录 8
第1章 绪论 13
参考文献 19
第2章 感应电动机和同步电动机故障 20
2.1 感应电动机故障介绍 20
2.1.1 轴承故障 20
2.1.2 定子故障 21
2.1.3 转子断条故障 24
2.1.4 偏心故障 25
2.2 同步电动机故障诊断介绍 26
2.2.1 阻尼绕组故障 26
2.2.2 永磁同步电动机的退磁故障 27
2.2.3 偏心故障 28
2.2.4 定子匝间故障 29
2.2.5 转子匝间故障 30
2.2.6 轴承故障 31
参考文献 31
第3章 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机建模 36
3.1 概述 36
3.2 绕组函数法和改进绕组函数法 37
3.3 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机电感计算 40
3.4 应用绕组函数法和改进绕组函数法的电机电感计算的验证 45
参考文献 50
第4章 基于等效磁路法的电机建模 51
4.1 概述 51
4.2 等效磁路法在凸极同步电机分析中的间接应用 55
4.2.1 凸极同步电机的等效磁路 56
4.2.2 凸极同步电机的电感关系 57
4.2.3 凸极同步电机电感计算 60
4.2.4 凸极同步电动机电感的实验测量 64
4.3 等效磁路法在感应电机分析中的间接应用 66
4.3.1 感应电机的简化等效磁路 66
4.3.2 感应电机的电感关系 68
4.3.3 感应电机电感计算 69
4.4 等效磁路法在考虑非线性磁特性的电机分析中的直接应用 72
附录 74
附录A:感应电机参数 74
附录B:节点磁导矩阵 75
参考文献 76
第5章 基于有限元法的感应电动机故障分析 77
5.1 概述 77
5.2 基于时步有限元法(TSFEM)的故障感应电机几何建模 78
5.3 电路和有限元区域的耦合 78
5.4 基于有限元法的电机内部故障建模 80
5.4.1 断条故障建模 80
5.4.2 偏心故障建模 82
5.5 磁饱和对感应电动机故障准确检测的影响 85
5.5.1 正常和故障感应电动机的气隙磁通密度分析 87
参考文献 89
第6章 基于频域技术的电机故障诊断 90
6.1 概述 90
6.2 关于信号处理的一些定义和例子 90
6.2.1 连续信号与离散或数字或采样信号 90
6.2.2 连续、离散傅里叶变换和非参数能量谱估计 91
6.2.3 参数功率谱估计 95
6.2.4 应用高阶谱(HOS)进行功率谱估计 96
6.2.5 应用正弦扫频测量或者数字锁频环(DFLL)技术进行功率谱估计 98
6.3 基于频域技术的电机故障诊断 99
6.3.1 电动机轴承故障检测 99
6.3.2 定子故障检测 103
6.3.3 转子故障检测 113
6.3.4 偏心故障检测 120
6.3.5 逆变器供电的感应电动机故障检测 131
参考文献 132
第7章 应用基于模型技术的电机故障诊断 136
7.1 概述 136
7.2 正常的三相笼型异步电动机模型 139
7.3 定子匝间故障的三相笼型异步电动机模型 144
7.3.1 不考虑饱和的模型 144
7.3.2 饱和模型 147
7.4 转子断条和端环故障初期的笼型异步电动机模型 151
7.5 有偏心故障的笼型异步电动机模型 153
7.6 有定子故障的同步磁阻电动机模型 154
7.7 有动态偏心故障的凸极同步电动机模型 156
参考文献 157
第8章 应用模式识别的故障诊断 159
8.1 概述 159
8.2 贝叶斯理论和分类器设计 160
8.3 正态分布的简化形式 162
8.4 故障诊断系统中的特征提取 163
8.5 分类器训练 165
8.6 应用 166
参考文献 170
第9章 基于数字信号处理器的电机电流特征分析故障诊断的实现 171
9.1 概述 171
9.1.1 来自于最佳检测器的加性白高斯噪声信道的互相关方案 172
9.2 参考系理论 173
9.2.1 应用参考系理论的状态监测 173
9.2.2 多相系统的(故障)谐波分析 173
9.2.3 在线故障检测结果 175
9.3 基于相敏检测的故障诊断 180
9.3.1 介绍 180
9.3.2 相敏检测 180
9.3.3 在线实验结果 181
参考文献 187
第10章 基于参考系理论的混合动力汽车故障诊断应用 189
10.1 概述 189
10.2 混合动力汽车的车载诊断系统 189
10.3 车载诊断系统的行驶循环周期分析 192
10.4 零速度时转子不对称故障检测 193
参考文献 199
第11章 基于数字信号处理器的电动机电流特征分析诊断应用中的鲁棒信号处理技术 200
11.1 概述 200
11.1.1 相干检测 201
11.1.2 非相干检测(相位不确定性补偿) 202
11.1.3 故障频率偏移补偿 202
11.2 决策方案 203
11.2.1 自适应阈值设计(噪声不定性的补偿) 204
11.2.2 Q-函数 205
11.2.3 噪声估计 206
11.3 仿真和实验结果 207
11.3.1 MATLAB建模仿真结果 207
11.3.2 离线实验 208
11.3.3 在线实验结果 211
参考文献 213
版权页 214
后折页 215
绉戠洰 (as-gbk-encoding)

With countless electric motors being used in daily life, in everything from transportation and medical treatment to military operation and communication, unexpected failures can lead to the loss of valuable human life or a costly standstill in industry. To prevent this, it is important to precisely detect or continuously monitor the working condition of a motor. Electric Machines: Modeling, Condition Monitoring, and Fault Diagnosis reviews diagnosis technologies and provides an application guide for readers who want to research, develop, and implement a more effective fault diagnosis and condition monitoring scheme—thus improving safety and reliability in electric motor operation. It also supplies a solid foundation in the fundamentals of fault cause and effect. Combines Theoretical Analysis and Practical ApplicationWritten by experts in electrical engineering, the book approaches the fault diagnosis of electrical motors through the process of theoretical analysis and practical application. It begins by explaining how to analyze the fundamentals of machine failure using the winding functions method, the magnetic equivalent circuit method, and finite element analysis. It then examines how to implement fault diagnosis using techniques such as the motor current signature analysis (MCSA) method, frequency domain method, model-based techniques, and a pattern recognition scheme. Emphasizing the MCSA implementation method, the authors discuss robust signal processing techniques and the implementation of reference-frame-theory-based fault diagnosis for hybrid vehicles.Fault Modeling, Diagnosis, and Implementation in One VolumeBased on years of research and development at the Electrical Machines & Power Electronics (EMPE) Laboratory at Texas A&M University, this book describes practical analysis and implementation strategies that readers can use in their work. It brings together, in one volume, the fundamentals of motor fault conditions, advanced fault modeling theory, fault diagnosis techniques, and low-cost DSP-based fault diagnosis implementation strategies.

With countless electric motors being used in daily life, in everything from transportation and medical treatment to military operation and communication, unexpected failures can lead to the loss of valuable human life or a costly standstill in industry. To prevent this, it is important to precisely detect or continuously monitor the working condition of a motor. Electric Modeling, Condition Monitoring, and Fault Diagnosis reviews diagnosis technologies and provides an application guide for readers who want to research, develop, and implement a more effective fault diagnosis and condition monitoring schemethus improving safety and reliability in electric motor operation. It also supplies a solid foundation in the fundamentals of fault cause and effect. Combines Theoretical Analysis and Practical Application Written by experts in electrical engineering, the book approaches the fault diagnosis of electrical motors through the process of theoretical analysis and practical application. It begins by explaining how to analyze the fundamentals of machine failure using the winding functions method, the magnetic equivalent circuit method, and finite element analysis. It then examines how to implement fault diagnosis using techniques such as the motor current signature analysis (MCSA) method, frequency domain method, model-based techniques, and a pattern recognition scheme. Emphasizing the MCSA implementation method, the authors discuss robust signal processing techniques and the implementation of reference-frame-theory-based fault diagnosis for hybrid vehicles. Fault Modeling, Diagnosis, and Implementation in One Volume Based on years of research and development at the Electrical Machines & Power Electronics (EMPE) Laboratory at Texas A&M University, this book describes practical analysis and implementation strategies that readers can use in their work. It brings together, in one volume, the fundamentals of motor fault conditions, advanced fault modeling theory, fault diagnosis techniques, and low-cost DSP-based fault diagnosis implementation strategies.

"Preface The development of the electric motor is one of the greatest achievements of the modern energy conversion industry. Countless electric motors are being used in our daily lives for critical service applications such as transportation, medical treatment, military operation, communication, etc. However, due to the fundamental limitations of material life time, deterioration, contamination, manufacturing defects, or damages in operations, an electrical motor will eventually go into failure mode. An unexpected failure might lead to the loss of valuable human life or a costly standstill in industry, which needs to be prevented by precisely detecting or continuously monitoring the working condition of a motor. This book was written to provide a full review of diagnosis technologies and an application guide for graduate and senior undergraduate students in power electronics discipline who want to research, develop, and implement a fault diagnosis & condition monitoring scheme for better safety and improved reliability in electric motor operation. Furthermore, electrical and mechanical engineers in industry are also encouraged to take portions of materials in this book as a reference to understand the fundamentals of fault cause and effect and to fulfill successful implementation"-- Provided by publisher

本书共11章, 主要以电动机为研究对象, 基于在美国德克萨斯AM大学电机和电力电子实验室的多年的研究与开发, 作者给出了故障起因和后果的基本原理, 对于多种故障诊断技术进行了研究, 为电机故障诊断和状态监测提供了应用指导

2021-06-01