[發明專利]一種基于短時校正FFT的感應電機斷條故障檢測方法

有效

• 申請號: 201910159566.1
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109856538B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王攀攀;盧俊結;張陽;童志剛;王書歡;尚健祎;許浩;段森
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于短時校正FFT的感應電機斷條故障檢測方法，其特征是，首先選擇一個時間窗沿時間軸滑動，將采集的定子電流信號截斷為一系列相互重疊的短時信號，隨后對每一短時信號進行FFT分析獲得相應的一系列短時頻譜；接著應用頻譜校正技術對每一短時頻譜的基波分量幅值進行校正以提高精度，最后以時間窗滑動的位置所對應的時間為自變量，校正后的幅值為因變量，得到基波幅值隨時間變化曲線，根據其隨時間演變是否呈現為2sf_s頻率的正弦包絡來識別斷條故障，若呈現為2sf_s頻率的正弦包絡則轉子發生斷條故障，否則轉子正常，其中，s為轉差率，f_s為電源頻率。

2.根據權利要求1所述的基于短時校正FFT的感應電機斷條故障檢測方法，其特征是，具體按照以下步驟進行：

步驟一：采集任意一相定子電流信號；

步驟二：選擇一個時間窗沿時間軸滑動，將采集的定子電流截斷為一系列相互重疊的子信號：選擇主瓣窄，旁瓣幅值小且衰減速度快的時間窗以提高算法分析精度；如不能同時滿足則進行折中選取；窗長小于等于1/4sf_s，滑動窗滑動的步長可根據整個算法的計算量以及算法分析精度而定；增大步長必然降低計算量，但相應降低算法分析精度，反之，則提高精度，增大計算量，因此根據實際需要折中選取；

步驟三：對上述的短時重疊信號進行FFT分析獲得相應的一系列短時頻譜；

步驟四：利用頻譜校正技術對每一短時頻譜的基波分量幅值進行校正以提高精度；

步驟五：以滑動時間窗滑動位置所對應的時間為自變量，校正后的幅值為因變量，得到基波幅值隨時間變化的曲線；

步驟六：觀察上述曲線是否呈現為2sfs頻率的正弦包絡狀，若呈現為2sf_s頻率的正弦包絡狀，則轉子發生斷條故障，否則轉子完好。

3.根據權利要求2所述的基于短時校正FFT的感應電機斷條故障檢測方法，其特征是，步驟四中利用頻譜校正技術對短時頻譜進行幅值校正的具體步驟為：

步驟一：根據計算量、計算精度等因素選取合適的頻譜校正算法，所述頻譜校正算法包括：比值校正法、能量重心校正法、相位差校正法任一種；

步驟二：根據所選取的頻譜校正算法類型，建立求解歸一化校正頻率誤差▽f方程；

步驟三：求解上述歸一化校正頻率誤差▽f；

步驟四：利用歸一化校正頻率誤差▽f按公式實現幅值的校正；

式中，y_n為短時頻譜的基波分量幅值，W(▽f)為時間窗的頻譜模函數。