[發明專利]一種籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法

有效

• 申請號: 201210502826.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102944842A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 許伯強;孫麗玲
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R23/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

1.一種籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其特征是，它首先對按一定頻率采集的定子電流瞬時信號應用希爾伯特變換，得到其希爾伯特模量；然后通過減去其平均值而濾除該希爾伯特模量中的直流分量；再應用ESPRIT進行頻譜分析，獲得其ESPRIT頻譜圖；最后根據ESPRIT頻譜圖中是否存在2sf₁分量、4sf₁分量譜峰判斷是否存在轉子斷條故障：若同時存在2sf₁分量和4sf₁分量譜峰，則轉子斷條，否則轉子正常。

2.根據權利要求1所述籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其特征是，具體按以下步驟進行：

a.?測取一相定子電流瞬時信號????????????????????????????????????????????????：

對于高壓電機，采用一只電流鉗在電流互感器CT二次側測取一相定子電流瞬時信號；對于低壓電機，采用一只電流鉗直接在電機接線端子處測取一相定子電流瞬時信號；

b.?采用單工頻周期滑動窗方法計算定子電流瞬時信號的有效值，通過分析有效值的變化趨勢，提取其最平穩亦即波動最小的一段數據，記為；

c.?對提取的定子電流瞬時信號應用希爾伯特變換，得到其希爾伯特模量Mod；

d.?濾除該希爾伯特模量中的直流分量，獲得待分析信號M，M=Mod-mean(Mod)，mean(Mod)表示Mod的平均值；

e.?應用ESPRIT對待分析信號M進行頻譜分析，獲得ESPRIT頻譜圖；

f.?根據ESPRIT頻譜圖中是否存在2sf₁分量、4sf₁分量譜峰判斷是否存在轉子斷條故障：若同時存在2sf₁分量、4sf₁分量譜峰，則轉子斷條，否則轉子正常。

3.根據權利要求2所述籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其特征是，采用單工頻周期滑動窗方法計算定子電流瞬時信號的有效值的方法是：

選取定子電流瞬時信號中的連續20點，計算其有效值?；對于所選取的中的連續20點，保留后19點，順序遞補中的后面一點，即第21點，從而再次獲得中的連續20點，再次計算其有效值，以此類推，確定的有效值變化趨勢。

4.根據權利要求3所述籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其特征是，所述定子電流瞬時信號的采樣頻率設定為1000Hz、采樣時長設定為10?s，從中提取的最平穩的一段數據的時長為4s?。

5.根據權利要求4所述籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其特征是，應用ESPRIT對待分析信號M進行頻譜分析的方法包括以下步驟：

a.構造相關矩陣、，具體如下；

不失一般性，待分析信號M可以表示為一系列余弦諧波分量之組合，如下式所示。

，

其中，表示采樣周期；表示采樣點數；表示諧波個數；、、分別表示第個諧波的幅值、頻率、初相角；

所述信號M主要包括2個頻率分量，即p?≈?2；

定義，引入以下階矩陣，其中，m應遠大于p，此處取m=20：

，

，

則的自相關矩陣為

，

而和的互相關矩陣為

，

其中，表示數學期望，表示共軛轉置；

b.對進行特征值分解，確定其最小特征值；

c.計算，表示階單位陣；

d.計算，為階陣，，此處，表示階單位陣；

e.對進行奇異值分解，此處，，由個主奇異值組成，；

f.計算矩陣；

g.對進行廣義特征值分解，確定個廣義特征值，其余個廣義特征值恒等于0；

h.根據廣義特征值，確定采樣信號各個分量的頻率，、分別表示特征值的虛部、實部；

i.計算矩陣；

j.計算矩陣，此處為一列矢量，而為列矢量；

k.確定采樣信號各個分量的幅值，?。