基于GA-SVM的永磁同步電機動態偏心故障診斷*

薛 賽，賀青川，潘 駿，黃曉誠

(浙江理工大學機電產品可靠性分析與測試國家地方聯合工程研究中心，杭州 310018)

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永磁同步電機具有高效率、高可靠性和易于實現高精度伺服控制等優點，被廣泛應用于數控設備、機器人等領域的運動控制。在長期運行過程中，軸承磨損、轉子撓曲變形會造成電機定轉子軸線不對中而出現轉子偏心故障，從而造成氣隙分布不均勻，使運行中的電機產生較大的電磁振動。偏心故障可能會引起軸承失效、匝間短路等更嚴重故障。因此對永磁同步電機的偏心狀態進行及時準確的診斷十分必要。

目前，一些研究者們已對永磁同步電機的偏心故障診斷問題進行了研究。曾沖等[1]分析了偏心故障電機定子齒磁通的時間、空間分布特征，提出了一種基于齒磁通的偏心故障診斷方法。LIU等[2-3]提出了一種利用高頻d軸電感和永磁體磁通的變化來診斷電機偏心故障的方法。GALFARSORO等[4]將測量的不平衡磁拉力以及氣隙電磁場用來評估靜態和動態偏心程度。AGGARWAL等[5]提出了一種利用磁鏈計算得到的指令電壓信號離線檢測永磁同步電機靜態偏心的方法。PARK等[6]通過檢測內部永磁體磁通的變化實現了偏心故障的診斷。然而在實際工程應用中，難以實現對齒磁通、不平衡磁拉力等信號的測量，導致上述方法在實際中未被推廣。

近年來，一些研究者通過分析定子電流信號實現了電機偏心故障診斷。由于制造誤差的存在，永磁同步電機自出廠就會存在輕微的偏心[7]，當其演變為偏心故障時，定子電流信號就會出現故障特征。……