[發(fā)明專(zhuān)利]一種變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系扭振故障監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610664399.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106323449B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江哲帆;楊建剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H11/06
• 分類(lèi)號(hào): G01H11/06;G01M13/00
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

1.一種變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系扭振故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采集異步電機(jī)三相定子電流信號(hào)i_a、i_b、i_c；

(2)對(duì)三相定子電流進(jìn)行Park變換和Clarke變換，得到d-q坐標(biāo)系下的d軸和q軸定子電流i_d、i_q；

(3)對(duì)q軸定子電流分量i_q做快速傅里葉變換得到其頻譜；

(4)設(shè)定軸系關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算軸系扭振固有頻率；

(5)計(jì)算q軸定子電流分量i_q中頻率在軸系扭振固有頻率附近且絕對(duì)值最大的分量和頻率在0Hz附近的絕對(duì)值最大的分量的比值；

(6)對(duì)該比值進(jìn)行判定，超過(guò)一定閾值時(shí)視為發(fā)生扭振故障。

2.如權(quán)利要求1所述的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系扭振故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟(2)的具體過(guò)程為：Park變換將三相a-b-c坐標(biāo)系中的電流、電壓、磁鏈等電磁量轉(zhuǎn)換到靜止的兩相d-q坐標(biāo)系中，ds和qs為靜止d-q坐標(biāo)系坐標(biāo)軸，電磁量變換如式(1)所示：

Clarke變換將靜止的兩相d-q坐標(biāo)系中電磁量轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)的兩相d-q坐標(biāo)系中，坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度為電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，因此該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系也稱(chēng)為同步坐標(biāo)系；ds和qs為靜止d-q坐標(biāo)系坐標(biāo)軸，de和qe為旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系坐標(biāo)軸，θ＝wt，w為同步轉(zhuǎn)速，電磁量變換如式(2)所示：

將Park變換和Clarke變換相結(jié)合，將三相a-b-c坐標(biāo)系中的電磁量轉(zhuǎn)換到以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的兩相d-q坐標(biāo)系中，電磁量變換如式(3)所示：

3.如權(quán)利要求1所述的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系扭振故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟(3)的具體過(guò)程為：有限長(zhǎng)離散信號(hào)x(n),n＝0,1…N-1的DFT定義為：

DFT需要計(jì)算大約N²次乘法和N²次加法，當(dāng)N較大時(shí)計(jì)算量很大；FFT將x(n)分成一個(gè)偶數(shù)序列和一個(gè)奇數(shù)序列的和：

x(n)＝x₁(n)+x₂(n) (5)

這兩個(gè)序列的長(zhǎng)度都是N/2，x₁(n)是偶數(shù)序列，x₂(n)是奇數(shù)序列，則：

由于則有：

其中X₁(k)和X₂(k)分別為x₁(n)和x₂(n)的N/2點(diǎn)DFT，經(jīng)過(guò)多次分解，最終將N點(diǎn)DFT分解為N/2個(gè)兩點(diǎn)DFT，最終使計(jì)算量減少為次乘法和次加法；

對(duì)q軸定子電流分量i_q做快速傅里葉變換FFT得到其頻譜，即將i_q信號(hào)分解為振幅和頻率不同的分量。