基于粒子群优化算法电机转子故障诊断研究.pdf

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2011，47(1)215基于粒子群优化算法电机转子故障诊断研究阳同光1，蒋新华1’2YANGTongguan91，JIANGXinhual’21．中南大学信息科学与工程学院，长沙4100752．福建工程学院，福州3500071．CollegeofInformationScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China2．FoianUniversityofTechnology，Fuzhou

2、350007，ChinaE·mail：yangtongguan91@163．comYANGTongguang，JIANGXinhua．Researchofrotorfaultsinmotorbasedonparticleswarmopfimizaflon．ComputerEngineeringandApplications。2011，47(1)：215-216．Abstract：Arotorfaultdiagnosisofinductionmotorispresentedbasedonparticleswamioptimization．Toident

3、ifyrotorre—sistanceofinductionunderfaultcondition，rotorfluxerrorisusedasfitnessofallparticlesinthepopulation，andtheparam-eterofrotorfluxcurrentmodelisadaptivelyadjusted．Thesimulationshowstheinsensitivityofthetechniquetoloadvaria-tion，supplyvoltagevariation，andtheadvantageofhigh

4、operationefficiency，fastconvergenceandgoodidentificationresults．Keywords：oppositionalparticleswarnloptimization；inductionmotor；faultsdiagnosis摘要：提出一种基于反向粒子群优化算法感应电机转子故障诊断方法．将转子磁链误差作为粒子群的适应度函数，通过反向粒子群优化算法自适应调整转子磁链电流模型的参数，辨识故障状态下感应电机的转子电阻．仿真结果表明，该方法对电源电压，负载波动具有较强的抗干扰能力，运算效率高，收敛速度

5、快，具有良好的辨识效果．关键词：反向粒子群优化；感应电机；故障诊断DOI：10．37780．issn．1002．8331．2011．01．061文章编号：1002—8331(2011)01-0215·02文献标识码：A中图分类号：TP3911引言感应电机故障诊断是当前研究的热点问题之一。感应电机故障主要有转子断条，定子匝间短路、气隙偏心和轴承故障等四种类型，其中转子断条故障占所有故障的10％左右。当转子故障发生故障时，定子电流中将引入特征分量厶=(1士2埘f(s为转差率，．厂为电网频率，k=-I，2⋯)。很多文献提出基于定子电流的频谱分析方法，利用傅

6、里叶分析或小波分析方法来提取边频带故障特征信息【1．71，从而检测是否存在转子故障。在电机的稳定运行时，转差率s比较小，故障特征分量和工频分量的频率很接近，且幅值较小，很难辨认。此外，这些方法要求准确提取故障特征信号，因此当感应电机的运行环境发生变化时，如电源电压、负载波动，其故障诊断效果不甚理想。粒子群优化算法是一种利用群体智能理论的优化算法，是一种新兴的全局优化技术舯∞。它的基本概念来源于鸟、鱼群捕食行为的研究，通过种群中粒子间的合作与竞争产生群体智能来指导优化搜索行为。由于反向估计比随机估计更接近最优解，在粒子初始化和粒子更新过程中引入反向学习

7、算法，能提高算法的局部收敛速度和进化速度n”。提出一种基于反向粒子群优化算法的感应电机转子故障诊断方法。该方法将感应电机转子磁链电流模型进行变换，将包含待辨识转子电阻项作为粒子的维数的解，进而利用反向粒子群优化算法对其进行辨识。将该模型输出的转子磁链和电压模型转子磁链的误差作为粒子群的适应度函数，通过不断优化搜索，最终辨识感应电机的转子电阻值。当感应电机转子出现故障时，辨识的转子电阻将明显高于正常值，从而确定转子故障。2感应电机转子磁链模型在静止参考坐标系下，根据定子懊雌导出转手咝链方程为：p阱瓦Lr小n勘Ldt-jj该方程为电压模型。根据转子侧推导

8、转子磁链方程为：基金项目：国家高技术研究发展计划(S63)(theNationalHigh-TcchRese