基于3s∕2r变换的改进互功率谱MUSIC算法的电动机故障诊断.pdf

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1、2015年第5期煤矿机电·17·许允之，方磊，孙百灵，边宁，方永丽，张建文，史丽萍．基于3s／2r变换的改进互功率谱MUSIC算法的电动机故障诊断[J]．煤矿机电，2015(5)：17—22．doi：10．16545／j．cnki．cmet．2015．05．004基于3s／2r变换的改进互功率谱MUSIC算法的电动机故障诊断许允之，方磊，孙百灵，边宁，方永丽，张建文，史丽萍(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要：根据信息集成定理，从定子电流的故障特征出发，提出一种基于同步旋转坐标变换，将i。、i¨i。三相电流转化为i。和i，，的利用空间谱的分析方法。这种改

2、进的互功率谱的方法能有效消除有色噪声，其锐化谱峰使得信噪比不同时的信号得到有效估计，且修正的MUSIC算法还解决了基波分量过大导致有效故障信号被湮没的问题，充分挖掘了定子三相电流中的故障信息。该方法在基于一对极的异步电动机转子断条和偏心启动情况进行了实验验证，并通过分析图谱得出结论，该改进的方法能有效发现电动机存在的故障。关键词：电动机故障诊断；同步旋转坐标变换；信息集成定理；改进互功率谱；MUSIC算法中图分类号：TM307+．1文献标识码：A文章编号：1001—0874(2015)05—0017—06MotorFaultDiagnosisforImprovedCrossPo

3、werSpectrumMUSICAlgorithmBasedon3s-2rTransformationXuYunzhi，FnngLei，SunBailing，BianNtng．FcuIgYongli，ZhangJianwen，ShiLiping(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou2216，China)Abstract：Accordingtotheinformationintegrationtheorem，andanalyzesthefaul

4、tcharacteristicsofstatecurrent，basedonsynehronousrotatingcoordinatortransformation，proposesoneanalyticmethodthatusedspacespectrumtotransformthethreephasecurrencei。、i6、i。intoidandi。．Thisimprovedcrosspowerspectrummethodcaneffectivelyeliminatethecolorednoise．Thesharpenpeakseffectivelyestimatedt

5、hesignalsofdifferentnoiseratio．AndalsotheimprovedMUSICAlgorithmisproposedtosolvetheproblemwhenthefundamentalharmonicistoostrongtocoverthecharacteristicsoffaultsdiagnosis．Theoptimizedmethodcanfindsthefaultinformationinthree—phasestatorcurrent．Tobemorespecific，anexperimentfortheproblemofrotor-

6、faultandeccentricitystart—upisraisedtoverifythevalidityofthisnewmethod．AndtheimprovedMUSICalgorithmalsosolvestheproblemthatfaultsignals．Keywords：motorfaultdiagnosis；synchronousrotatingcoordinatortransformation；informationintegrationtheorem；improvedcrosspowerspectrum；MUSICalgorithm0引言鼠笼型电动机转子

7、断条的故障将会导致电动机出现运行的性能下降，其断条故障率高达10％[1-2。j。针对电动机故障诊断研究方法，英国学者C．Hargis提出转子故障电动机会在定子电流中感应产生频率为基频(1±2s)．f的故障特征频率的论点，后又衍生出多种鉴定电动机故障的方法：快速傅里叶变换方法的应用最为广泛34，但其分辨率较低；基于证据理论结合模糊数学和人工神经网络的方法。5J，对数学要求较高；施密特提出的多信号分类方法的应用16。，使得电动机信号处理的分辨率有了进一步子·18·煤矿机电2015年第5期的提高。