[發明專利]一種異步電機轉子斷條故障判斷方法

在審

• 申請號: 201710761248.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107589373A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 賈維龍;王順利;張繼海;劉健;王巋
• 申請（專利權）人: 馬鞍山馬鋼華陽設備診斷工程有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及電機故障判斷領域，尤其涉及一種異步電機轉子斷條故障判斷方法。

背景技術

隨著現代科學技術的進步和電力系統規模日趨龐大,電機在現代工業生產中充當著越來越重要的角色。電機故障不僅會損壞電機本身,影響整個系統的正常運轉,嚴重的情況下甚至危及人身安全,造成巨大的經濟損失和重大的社會影響,因此對電機故障的診斷具有重要意義和工程實用價值。研究高壓異步電機的監測和故障診斷技術,對預防高壓異步電機故障的發生,及時發現并消除故障,保證感電機可靠運行,提高生產效率都具有十分重要的意義。

目前異步電機的轉子斷條故障判斷方法以檢測電機的電流為主，電機電流信號分析方法存在其自身的缺陷：該方法受負載等級、運行頻率影響。同時，負載波動等可能使該方法造成誤判。當電機閉環控制的時候，電機電流中的故障特征分量受控制器影響，因此當電機處于閉環控制時，電機電流信號分析方法的診斷效果不再可靠。再是高壓異步電機一般都在6kV或者10kV，此檢測存在安全隱患，并且準確率低，效果不明顯，在實踐過程中，曾多次出現誤判和漏判，嚴重影響現場正常生產。

中國發明專利申請，申請號：2007100616348，公開日：2007年8月29日，公開了一種籠型異步電動機轉子斷條故障檢測方法及裝置，屬檢測技術領域,用于解決在線檢測轉子斷條初發故障的問題。其技術方案是:它通過對采集的定子電流瞬時信號IS做連續細化傅里葉變換,得到其基波即參考信號US,再根據參考信號US及其頻率F1對定子電流瞬時信號IS做自適應濾波,然后對濾波輸出信號ET做連續細化傅里葉變換,確定當前(1±2S)F1邊頻分量與基波分量幅值之比并把它作為故障特征,最后根據檢測閾值確定故障指數,依故障指數判斷是否存在轉子斷條故障。其不足之處在于：電流檢測方式易受負載影響，準確率低，存在誤判和漏判。

中國發明專利，申請號：201510107397.9，公開日：2015年7月15日，公開了一種綜合考慮電機電流和電壓的轉子故障診斷方法,該發明綜合考慮電機的電流和電壓信息，并據此計算出一個評估轉子故障嚴重程度的故障指標，該指標可以實現電機轉子斷條故障的診斷和量化；該方法綜合考慮了電壓和電流信號，排除了電機的控制策略和控制參數對診斷結果的影響，因為他們的影響最終會反應到電機的電壓，而電壓已經考慮在本發明之內；負載和轉矩變化對故障診斷指標的影響較小；同時，該方法并不會增加系統的硬件開支，其故障診斷程序可嵌入到逆變器的控制器當中，并能夠實現在線轉子故障診斷，具有較大的實際意義。其不足之處在于，該發明仍然依賴于定子電流信號判斷轉子斷條故障，一旦定子電流受到負載波動影響，通過定子電壓和電流耦合的控制策略判斷，仍然存在誤判的可能性。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

針對現有技術的異步電機的轉子斷條故障中的電機電流信號分析法存在誤判的問題，本發明提供了一種異步電機轉子斷條故障判斷方法。它采用定子電流和定子電壓先后判斷的方式，來檢測轉子斷條故障，降低了誤判率。

2.技術方案

為解決上述問題，本發明提供的技術方案為：

一種異步電機轉子斷條故障判斷方法，其步驟為：

A、構建一種異步電機轉子斷條故障檢測系統；

B、將Ia、Ib、Ic電流夾鉗分別一一對應的接于A、B、C相電纜，注意電流鉗的連接方向，要使得電流鉗上箭頭的方向指向電動機方向；

C、將Va、Vb、Vc電壓夾分別一一對應的夾在A、B、C相接線柱上；

D、檢測電流的相序，如顯示順序為Ia、Ib、Ic且相位角為120度，則連接正確。

E、檢測電壓的相序，如顯示的順序為Vab、Vbc、Vca且相位角為120度，則連接正確；

F、檢測相位滯后角，使得三相滯后角相匹配，說明電流夾鉗與電壓夾匹配正確；

G、采集儀通過電流夾鉗與電壓夾采集電壓和電流數據，進行電流的頻譜分析，若電流信號正常，電機轉子無斷條故障，若電流信號異常，在與電源頻率相差二倍轉差頻率的位置上將各出現一個邊頻帶時，進行下一步；

H、對電壓進行頻譜分析，若電壓信號正常，電機轉子無斷條故障，若電壓信號異常，在與電源頻率相差二倍轉差頻率的位置上將各出現一個邊頻帶時，說明電機轉子存在斷條故障。

優選地，所述的一種異步電機轉子斷條故障檢測系統包括電能分析儀和采集儀，電能分析儀的電流夾鉗分別一一對應的接于A、B、C相電纜，電能分析儀的電壓夾分別一一對應的夾在A、B、C相接線柱上；電能分析儀與采集儀連接。