[發(fā)明專利]基于HHT的潛油電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障識別方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310129496.8
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103235260A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立國;徐殿國;侯卓;安天琪;吳松霖;韓宇澤;胡東;張世博
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于HHT的潛油電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障識別方法，屬于電機(jī)斷條故障識別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)子斷條故障是潛油電機(jī)的常見故障之一，很多與轉(zhuǎn)子非對稱、不平衡相關(guān)的電機(jī)故障也歸類為“廣義轉(zhuǎn)子斷條”。由于斷條故障發(fā)生的初期，電機(jī)并不會出現(xiàn)明顯的電氣和溫度的變化，加之潛油電機(jī)一般工作于2000m深的井下，使得常規(guī)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等傳感器不能或難以直接檢測出故障信號的突變。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子斷條故障嚴(yán)重到一定程度時(shí)，極可能導(dǎo)致電機(jī)嚴(yán)重?zé)龘p，這將影響到油井的檢泵周期，縮短潛油電機(jī)的使用壽命。因此研究電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的產(chǎn)生機(jī)理，實(shí)現(xiàn)潛油電機(jī)斷條故障的在線診斷及保護(hù)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決目前潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)子斷條故障不能實(shí)現(xiàn)在線檢測，造成電機(jī)嚴(yán)重?zé)龘p的問題，提供了一種基于HHT的潛油電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障識別方法。

本發(fā)明所述基于HHT的潛油電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障識別方法，它包括以下步驟：

步驟一：采集潛油電機(jī)的三相定子電流；

步驟二：采用信號調(diào)理電路對三相定子電流進(jìn)行調(diào)理，獲得0-3.3V的電壓信號，作為待識別的原始定子電流信號；

步驟三：對待識別的原始定子電流信號進(jìn)行處理獲得定子電流幅值X(t)，再對定子電流幅值X(t)進(jìn)行希爾伯特變換，獲得分析信號Z(t)，對分析信號Z(t)進(jìn)行傅里葉變換獲得定子電流信號幅值頻譜W(ω)，由定子電流信號幅值頻譜W(ω)獲得電機(jī)定子電流中的邊頻成分；

步驟四：將步驟三中獲得的電機(jī)定子電流中的邊頻成分的幅值與額定幅值進(jìn)行比較，若邊頻成分的幅值大于額定幅值，則判定存在轉(zhuǎn)子斷條故障；

否則，對定子電流信號幅值頻譜W(ω)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和測試，通過調(diào)試與分析設(shè)定頻譜幅值閾值，當(dāng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出大于該頻譜幅值閾值時(shí)，則判定存在轉(zhuǎn)子斷條故障；否則，潛油電機(jī)為正常運(yùn)行。

所述步驟四中的邊頻成分的幅值為定子電流信號幅值頻譜W(ω)中(1-2s)f₀處的幅值，其中s為轉(zhuǎn)差率，f₀為定子電流信號幅值頻譜W(ω)中的基波頻率，f₀＝50Hz。

所述步驟三中對待識別的原始定子電流信號進(jìn)行處理獲得定子電流幅值X(t)，再對定子電流幅值X(t)進(jìn)行希爾伯特變換，獲得分析信號Z(t)，對分析信號Z(t)進(jìn)行傅里葉變換獲得定子電流信號幅值頻譜W(ω)的具體過程為：

對待識別的原始定子電流信號進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，直至篩選為本征模態(tài)函數(shù)，將本征模態(tài)函數(shù)作為定子電流幅值X(t)進(jìn)行希爾伯特變換，獲得分析信號Z(t)的幅值虛部Y(t)：

Y(t)=1πP∫-∞∞X(t′)t-t′dt′,]]>

式中P為柯西主值，t為當(dāng)前時(shí)間量，t′為當(dāng)前時(shí)間量t的前一個(gè)時(shí)間量，

由此獲得分析信號Z(t)的幅值a(t)：