时献江，李洪建，郭华，司俊山

(哈尔滨理工大学 机械动力工程学院，哈尔滨 150080)

0 引 言

电机定子电流信号分析方法(motor current signature analysis,MCSA)的基本原理是将电机本身作为一种能够实现电磁转矩估计的扭矩传感器，利用电流传感器就可以直接实现电机及其传动系统的故障诊断[1]。相对于传统的振动检测方法，MCSA方法采用磁电感应方式获取定子电流信号，是电信号到电信号的直接变换，具有信号获取简便、鲁棒性好和成本低等优点。目前，在电动机转子偏心、断条等故障诊断方面获得广泛应用。近年来，有关电机传动链齿轮的故障诊断研究文献也越来越多，例如传统的工业传动设备[2]、电气列车或动车组[3-4]，甚至还有风力发电机[5-6]等新型装备。

但是，目前诊断与分析效果比较明显的文献多为特殊情况下的研究成果。如文献[7]通过监控无刷直流电动机电流信号来检测汽车动力转向系统中的蜗轮齿面故障；文献[8]检测永磁同步发电机定子电流信号中的增速齿轮故障特征；文献[9]利用一个大减速比水泥窑传动试验装置，研究低速齿轮故障特征在传动链远端驱动电动机定子电流信号中的反映。MCSA方法主要依靠电源频率信号承载或调制机械故障引起的定子电流变化成分，此时电源频率为载波频率，机械故障频率为调制频率。在上述研究中，由于定子电流信号的电源频率高[7,8]，或者是齿轮故障特征频率低[9]，使得故障频率远远小于载波频率。此时，即使不采用特殊的信号处理手段，在原始频谱上也可以直接获得齿轮的故障频率或者啮合频率成分。……