计及负荷波动的异步电机转子断条故障诊断

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1、计及负荷波动的异步电机转子断条故障诊断张小栋，张建文（屮国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008）摘耍：针对异步电机转子断条故障诊断过程中，负荷波动对诊断带來的影响，本文提出了计及负荷波动的转子断条故障诊断方法。肖先分析转子断条故障和负荷波动分别对电机瞬时有功功率和瞬时无功功率的影响；然后通过比较二者在二倍转斧频率处冇功和无功功率幅频的人小，给出了负荷以二倍的转差频率波动的条件下转子断条故障诊断的方法；最后转子断条故障诊断试验验证了这一方法能冇效地实现转了断条故障和负荷波动的分离。与传统的基于模型的方法相比，该方法不依赖电机的参数和坐标系的变换。关键词：界步电机；故障诊断

2、；转子断条；负荷波动中图分类号：TM343.3FaultdiagnosisforBrokenRotorBarsinInductionMotorConsideringEffectsoftheLoadOscillationsZHANGXiaodong,ZHANGJianwen（SchoolofInformationandElectricalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,JiangSuXuZhou221008）Abstract:Inordertodistinguishloadoscillationsfromrotorba

3、rfault,intheprocessofrotorbarfaultdiagnosis.ThispaperpresentsaprocedureforrotorbarfaultdiagnosisinpresenceofloadoscillationsFirstly,theinfluenceofinstantaneousactiveandreactivepowerareanalyzedwheninpresenceofloadoscillationsandrotorbarfault.Then,lh『oughcomparingtheinstantaneousactiveandreactiv

4、epoweratfrequenciesnexttotwicetheslipfrequency,astrategyfordiagnosisofrotorbrokenbarsandloadoscillationsisproposed・Finally,brokenrotorbarexperimentsvalidatethattheproposedprocedureiseffectivetoseparateloadoscillationsfromrotorbrokenbars.Comparedwithtraditionalmodel-basedscheme,thisschemedonotn

5、eedanyinformationaboutmotorparametersorknowledgeoftheflux-orientedsynchronousreferenceframe.Keywords:Inductionmotor;Faultdiagnosis;Brokenrotorbars;Loadoscillations0引言转子断条故障的早期诊断有助于电机的及时维修，以避免电机的意外停机，保证电机的冇效运行。当转子发生断条时，在定子电流频谱中会出现（±2s）fs的频率分量，其中S为转差率，•斤为供电频率⑴。传统的转了断条故障检测是通过FFT进行定了电流的频谱分析，即检测定子

6、电流中是否存在（1±2$）/$的频率分量作为判断电机有无发生断条的依据。但是在电动机拖动负载运行时，如果负载以接近二倍的转差频率波动，那么在电机定子电流频谱中同样会出现（1±2$）八的频率分量。此时再对电机进行定子电流频谱分析进行断条故障检测就可能出现误判。从而造成谋报警12）。为了在负荷波动情况下实现转子断条故障诊断，文献⑶提出了启动电流时变频谱分析方法。由于在起动工程屮电动机电磁转矩大于负荷转矩，可以避免负荷波动，因此起动电流时变频谱分析方法可以躲过负荷波动对转子断条在线检测的影响。其不足Z处在于必须等待电作者简介：张小栋，（1985・），男，硕士研究生，信号处理、风力发电、电

7、力设备状态监测与故障诊断。通信联系人：张建文，（1968-）,男，教授，高电压技术、电力设备状态监测与故障诊断.E-mail:zhang680420@263.net动机起动方能进行测试，无法在电动机运转吋予以检测。文献14-51^.11/一种能够消除任意负荷波动影响的故障诊断方法，该方法通过分析实际的定子电流与包含负荷波动的模型估计电流的差值的频谱实现了计及负荷波动的电机故障诊断，因此町以进行连续的状态监测不必考虑负荷波动的影响，该方法的不足Z处是它严重依赖于对电机参