[發明專利]一種高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法

無效

• 申請號: 201210503118.7
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103018669A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 孫麗玲;許伯強
• 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
• 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

1.一種高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，其特征是，它首先對按一定頻率采集的三相定子電流信號應用派克變換、濾除其直流分量，并應用希爾伯特變換簡化其頻率組成；繼而應用ESPRIT旋轉不變信號參數估計技術進行頻譜分析，獲得ESPRIT頻譜圖；最后根據ESPRIT頻譜圖中是否存在2sf₁分量、4sf₁分量譜峰判斷轉子斷條故障發生與否。

2.根據權利要求1所述高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，其特征是，它包括以下步驟：

a.?測取三相定子電流瞬時信號i_A、i_B、i_Ｃ；

對于高壓電機，采用三只電流鉗在電流互感器二次側測取三相定子電流瞬時信號；對于低壓電機，采用三只電流鉗直接在電機接線端子處測取三相定子電流瞬時信號；

b.?采用單工頻周期滑動窗方法計算A相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i_AS，

c.?提取B、C相定子電流瞬時信號中與i_AS處于同一時間區段的數據，記為i_BS、i_ＣS；

d.?計算三相定子電流瞬時信號i_AS、i_BS、i_ＣS的派克變換、；

e.?濾除中的直流分量，獲得信號M_d，M_d=-mean()，mean()表示的平均值；

f.?濾除中的直流分量，獲得信號M_q，M_q=-mean()，mean()表示的平均值；

g.?根據下式計算M_q的希爾伯特變換H(M_q)：

，

h.?根據下式構造一新信號N_L：

；

i.?根據下式計算M_d的希爾伯特變換H(M_d)：

；

j.?根據下式構造一新信號N_R：

；

k.?應用ESPRIT分別對信號N_L、N_R進行頻譜分析，獲得2個ESPRIT頻譜圖；

l.?根據這2個ESPRIT頻譜圖中是否存在2sf₁分量、4sf₁分量譜峰判斷轉子斷條故障發生與否：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所述高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，其特征是，采用單工頻周期滑動窗方法計算A相定子電流瞬時信號的有效值的方法是：

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

4.根據權利要求3所述高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，其特征是，所述三相定子電流瞬時信號i_A、i_B、i_Ｃ的采樣頻率設定為1000Hz、采樣時長設定為10s?，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所述高可靠性地檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，其特征是，應用ESPRIT對信號進行頻譜分析的方法是：

a.構造相關矩陣、，具體如下；

不失一般性，待分析信號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；

此處，待分析信號主要包括2個頻率分量，即p?≈?2；

定義，引入以下階矩陣（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

，

式中，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，，式中，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，?。