[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

技術領域

本發明涉及一種能夠檢測籠型異步電動機轉子斷條故障的方法，屬檢測技術領域。

背景技術

籠型異步電動機在運行過程中，轉子導條受到徑向電磁力、旋轉電磁力、離心力、熱彎曲撓度力等交變應力的作用，加之轉子制造缺陷，可能導致斷條故障，此種故障發生概率約為15%?。

轉子斷條是典型的漸進性故障，初期通常1、2根導條斷裂，而后逐漸發展以至電機出力下降甚至停機。因此，必須實施轉子斷條故障檢測。

籠型異步電動機發生轉子斷條故障之后，在其定子電流中將出現(1±2ks)f₁頻率的附加電流分量（s為轉差率，f₁為供電頻率，k=1,?2,?…），可以將其作為轉子斷條故障特征。而定子電流信號易于采集，因此基于快速傅里葉變換(FFT)的定子電流信號頻譜分析方法被廣泛應用于轉子斷條故障檢測。

最初的轉子斷條故障檢測方法是對穩態定子電流信號直接進行FFT頻譜分析，根據頻譜圖中是否存在(1±2ks)f₁頻率分量判斷轉子有無斷條。由于轉子輕微斷條時，(1±2ks)f₁分量的幅值相對于f₁分量非常小，而異步電動機運行時轉差率????????????????????????????????????????????????很小，(1±2ks)f₁與f₁這兩個頻率數值接近，如果直接做FFT頻譜分析，則(1±2ks)f₁分量可能被f₁分量的泄漏所淹沒。這是此方法的不足之處。

為了彌補此方法之不足，發展形成了基于派克變換的籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法，其核心在于：將轉子斷條故障時的定子電流信號視為2ksf₁分量（調制信號）對f₁分量（載波信號）調制的結果，而調制信號顯然包含轉子斷條故障特征；因此，通過適當方法進行“解調”而獲取調制信號，提取并分析其中的2ksf₁分量即可實現轉子斷條故障檢測。

上述派克變換檢測方法，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；

b.?計算三相定子電流瞬時信號i_A、i_B、i_Ｃ的派克變換、，如式(1)所示；

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、的頻率成分非常復雜，包括2sf₁、4sf₁頻率分量以及直流分量，說明如下。

異步電動機發生轉子斷條故障后，在其定子電流中將出現(1±2ks)f₁頻率的附加電流分量。因此，異步電動機在轉子斷條故障情況下的三相定子電流信號可采用式(2)、式(3)及式(4)模擬。此處，取k=1,?2（k>2時的附加電流分量幅值過小，忽略不計）。

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