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旋轉電機偏心故障及環境耦合缺陷診斷技術/電機工程經典書系

  • 作者：宋永興//劉正楊//劉竟婷//張林華|責編:劉星寧//閭洪慶
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111751489
  • 出版日期：2024/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：190
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書作者在旋轉電機多場耦合的數值模擬和實驗研究方面進行了廣泛研究。本書通過理論建模、數值模擬、實驗研究、信號處理相結合的研究方法，闡述了偏心故障及環境耦合缺陷對旋轉設備電磁場、結構場、流場間的影響規律，旨在分析旋轉電機偏心故障及環境耦合缺陷對多場特性的作用機制，並從信號分析領域揭示旋轉電機典型故障信息與多場信號調製特徵的關聯性。本書採用的信號分析方法創新性地揭示了不平衡激振力在多物理場間的傳遞特徵及機制。此外，本書還包含各類典型故障的設備分析案例。
    本書既可供從事機械故障診斷、設備健康管理及維護的工程師使用和參考，也可作為高等院校機械類、信號處理、狀態識別相關專業的研究生的輔助教材。
作者介紹
宋永興//劉正楊//劉竟婷//張林華|責編:劉星寧//閭洪慶
    宋永興，博士，研究員，碩士生導師，欽州市工業智能裝備工程技術研究中心主任，山東建築大學工業智能裝備科研創新團隊負責人，中國能源學會專家委員會能源裝備專家組委員，山東省「暖通四委會」委員，山東省教育基本建設學會綠色低碳校園專委會常務委員，Journalof Dynamics Monitoring and Diagnostics國際期刊青年編委，數據採集與處理、機電工程技術期刊青年編委。主要研究方向為智慧能源裝備與系統、信號處理、故障診斷、流程工業數字孿生等。先後主持和參與國家級項目2項、省部級課題3項、橫向課題18項。已發表學術論文40余篇，其中SCI論文20余篇、EI論文3篇，授權申請發明專利8項、軟體著作權20余項，獲得第九屆山東省教學成果（高等教育類）一等獎（3/10）。
目錄
前言
第1章  旋轉電機基本參數及電磁特性簡介
  1.1  同步電機原理及基本參數
    1.1.1  同步電機結構及基本參數
    1.1.2  永磁同步電機的運行原理及工作方式
    1.1.3  永磁同步電機的型號及額定值
  1.2  非同步電機原理及基本參數
    1.2.1  非同步電機結構及基本參數
    1.2.2  非同步電機的工作原理及運行方式
    1.2.3  非同步電機的型號及額定值
  1.3  旋轉電機典型電磁特性
    1.3.1  氣隙磁通密度
    1.3.2  電磁轉矩及電磁力密度
    1.3.3  不平衡磁拉力
  1.4  本章小結
  參考文獻
第2章  旋轉電機氣隙偏心故障及環境耦合缺陷
  2.1  定轉子偏心產生的氣隙變形
    2.1.1  平行偏心故障
    2.1.2  軸向非均勻偏心故障
  2.2  旋轉電機的環境耦合缺陷
    2.2.1  底座連接形式
    2.2.2  墊片材料和尺寸
    2.2.3  基礎平面度
  2.3  旋轉電機氣隙偏心故障及環境耦合缺陷研究進展
    2.3.1  常見氣隙偏心故障來源及特性研究現狀
    2.3.2  典型旋轉設備多物理場耦合特性研究進展
    2.3.3  旋轉設備故障診斷技術的研究進展
    2.3.4  現有研究存在的問題
  2.4  本章小結
  參考文獻
第3章  旋轉設備結構耦合動力學模型研究
  3.1  不平衡磁拉力的計算原理
    3.1.1  直接積分法——麥克斯韋應力張量法
    3.1.2  磁共能法——虛功原理法
    3.1.3  其他不平衡磁拉力的計算方法
  3.2  電機「底座-墊片-電機」動力學模型
    3.2.1  ?式電機動力學模型
    3.2.2  立式電機動力學模型
    3.2.3  耦合動力學模型建立流程
  3.3  電機「結構-氣隙」耦合模型
    3.3.1  混合偏心模型
    3.3.2  軸向非均勻偏心模型
    3.3.3  機座振動偏心模型
    3.3.4  「結構?氣隙」耦合偏心模型
  3.4  本章小結
  參考文獻
第4章  旋轉電機電磁場數值模擬研究方法
  4.1  典型旋轉電機參數化建模
    4.1.1  旋轉電機參數化模型

    4.1.2  旋轉電機參數化偏心模型
  4.2  電機瞬態電磁場數值模擬方法
    4.2.1  電機瞬態電磁場數值計算方法
    4.2.2  激勵源設置
    4.2.3  計算網格剖分
    4.2.4  負載類型設置
    4.2.5  損耗設置
    4.2.6  瞬態計算求解器
    4.2.7  顯示和輸出計算結果
  4.3  本章小結
  參考文獻
第5章  典型偏心氣隙故障下電磁場數值模擬研究
  5.1  靜態偏心對電磁特性的影響研究
    5.1.1  徑向磁通密度分佈
    5.1.2  電磁力密度及其時空分佈
    5.1.3  電磁轉矩脈動特性
    5.1.4  不平衡磁拉力及其矢量分佈
  5.2  動態偏心對電磁特性的影響研究
    5.2.1  徑向磁通密度分佈
    5.2.2  電磁力密度及其時空分佈
    5.2.3  電磁轉矩脈動特性
    5.2.4  不平衡磁拉力及其矢量分佈
  5.3  混合偏心對電磁特性的影響研究
  5.4  軸向不均勻氣隙偏心對電磁特性的影響研究
    5.4.1  磁通密度
    5.4.2  不平衡磁拉力
  5.5  本章小結
  參考文獻
第6章  大型旋轉電機電磁模擬及模態分析研究
  6.1  大型感應電機電磁模擬
    6.1.1  廠用水泵電機YKKL500-6
    6.1.2  凝結水泵電機YLKS560-4
    6.1.3  常規島除鹽水泵電機280S-2
    6.1.4  大型感應電機與小型永磁同步電機研究結論對比
  6.2  旋轉電機模態分析方法
    6.2.1  旋轉電機整機模型
    6.2.2  模態分析方程
    6.2.3  材料設置
    6.2.4  約束條件
    6.2.5  固有頻率及模態振型
  6.3  旋轉電機固有頻率及模態振型研究
    6.3.1  ?式電機模態分析
    6.3.2  立式電機模態分析
  6.4  旋轉電機固有頻率及模態振型研究
    6.4.1  底座連接形式對?式電機模態的影響
    6.4.2  底座連接形式對立式電機模態的影響
    6.4.3  墊片材料對?式電機模態的影響
    6.4.4  墊片材料對立式電機模態的影響
    6.4.5  固有頻率及模態振型研究結論
  6.5  本章小結

  參考文獻
第7章  偏心故障旋轉電機多物理場信號特徵研究
  7.1  時頻分析方法基本理論
    7.1.1  基本概念
    7.1.2  基本方法及其應用
  7.2  旋轉設備信號組分
    7.2.1  循環平穩信號
    7.2.2  旋轉機械信號的組分模型
    7.2.3  旋轉機械信號的組分分析
  7.3  旋轉設備信號調製與解調
    7.3.1  信號調製分析
    7.3.2  信號解調分析
    7.3.3  基於兩次FFT的解調分析方法
  7.4  旋轉設備信號調製特徵提取方法
    7.4.1  循環平穩分析方法
    7.4.2  主成分分析法
    7.4.3  基於主成分分析法的信號解調演算法
  7.5  基於磁?固耦合的偏心故障電機信號特徵研究
    7.5.1  典型旋轉電機電磁?振動測試實驗設計方法
    7.5.2  磁通密度調製機理分析
    7.5.3  不平衡磁拉力調製機理分析
    7.5.4  電機振動調製機理分析
  7.6  基於磁-固-流多場耦合的偏心故障電機信號特徵研究
    7.6.1  典型旋轉設備電磁?振動?流場測試實驗設計方法
    7.6.2  磁通密度激勵機理分析
    7.6.3  電磁力激勵機理分析
    7.6.4  電機振動激勵機理分析
    7.6.5  壓力脈動激勵機理分析
    7.6.6  研究結論
  7.7  本章小結
  參考文獻
第8章  與深度學習結合的典型旋轉設備故障診斷技術及應用
  8.1  深度學習理論的基本概念
    8.1.1  機器學習的基本概念
    8.1.2  深度學習模型的基本概念
    8.1.3  深度學習的經典演算法
  8.2  基於DPCA與CNN的渦旋壓縮機故障診斷策略研究
    8.2.1  故障診斷策略
    8.2.2  渦旋壓縮機非穩態工況實驗平台
    8.2.3  故障實驗類型
    8.2.4  基於DPCA的圖像增強方法
    8.2.5  PCA-VGG故障診斷模型
    8.2.6  模型測試結果與討論
    8.2.7  模型優化策略
    8.2.8  研究結論
  8.3  基於DPCA與BPNN的渦旋壓縮機故障診斷策略研究
    8.3.1  故障診斷策略
    8.3.2  實驗平台與故障實驗
    8.3.3  Hu矩函數與早停法
    8.3.4  BPNN-PCA故障診斷模型

    8.3.5  模型測試結果與討論
    8.3.6  模型優化策略
    8.3.7  研究結論
  8.4  本章小結
  參考文獻

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