基于单相功率频谱分析的感应电动机故障诊断.pdf

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1、2016年第2期煤矿机电·33-许允之，力‘磊，刘鹏飞．丛灿，边宁，张晓东，白宏．基于单相功率频谱分析的感应电动机故障诊断[J]．煤矿机电，2016(2)：33—36，40．doi：10．16545／j．㈨kirmet．2016．02．0lO基于单相功率频谱分析的感应电动机故障诊断许允之，方磊，刘鹏飞，丛灿，边宁，张晓东，白宏(中旧矿业大学信息与电气_丁：程学院，江苏徐州22lll6)摘要：定子电流频谱分析是感应电动机故障检测常用的方法，但故障频率的分量很容易被淹没。采用基于单相功率频谱分析的方法，同时提取一相定子电流和

2、线电压，得到电动机单相功率信号。综合运用小波消噪、单相功率频谱分析、频谱细化的方法，突出故障特征。通过仿真对比，单相功率频谱分析能够较精确地发现感应电动机的转子断条、偏心等故障状态，具有采样分辨率要求低、灵敏度高、故障信息丰富等优点。关键词：感应电动机；故障诊断；小波消噪；单相功率频谱；频谱细化中图分类号：T、l¨3一．3：T腔773文献标识码：l{文章编号：1()()1一()874(2()16)()2一()()33一05nduCliOnMOlOrFaUItDjagn0SiSBaSedOnMOnOphaSePowerSp

3、eclrumAnaIysis她玩，砒i，凡昭厶i，厶uPe，妒i，Go昭翰n，曰i口nA坛增，劢口昭瓤口D如愕，曰口i舶昭CSch001ofln南删ationandE1eetricalEn萄neering，ChinaUniversity“MiningandTbchnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Inthestatorcurrel：ltspectmmmethod，whichiscommonlyusedforfaultdiagnosisoftheinductionmotokthefaul

4、tfbquencyconlponentisalwaysinundatedinthespectmm．Therefore，adoptthemonophasepowerspectmmmethod，i．e．simuhaneouslys锄plethemonophasecurrentandthelinevoltagesigIlalstofbnnthemonophasepowersignalandthenconsequentlyusethewIaVeIetdenoising，powerspectmmanalysisandspectru

5、mI_enningtomakethefaultchamcteristicmoreclear．Thesimulatingcomparisonshowsthatt王lemonophasepowerspectmmmethodmaydetectthefaultofroto卜barbreakageandeccentricityoftheinductionmotormoreexactly．ThemethodhasadVantagesoflowrequirementforthesampleresolvingpower，h培hsensi

6、tivityandwealthyinfbnnation．Keywords：inductionmotor；faultdiagnosis；waVeletdenoising；monopl{lasepowerspectmm；spectmmre][ining0引言鼠笼型异步电动机易发生转子断条、偏心、振动等故障

7、{1于定子电流信号易采集．可用非侵入式故障监测．因此定子电流分析疗法(Mot0-’CurrPllfS汹·atureAnalysis，简称MCSA)在感应电动机的故障诊断中应用广泛1二但是定子电流分析中反映故障特7正的边频分

8、量幅值较小，易被基频分量淹没，故障不易诊断。本文同时采样定子一相电流和线电压．得到单相功率信I{}，对它进行小波消噪，剔除噪声干扰．然后进行频谱分析卜二，1MCSA在故障诊断中的应用止常的鼠笼型异步电动机的转子导条是均匀分布的，产生圆形的旋转磁势：当转子发生断条故障时，则产生椭圆形磁势，可分解为转子的正转分量F二。和反转分量F二!二F二二分量相对于定子参照系的转速为(1—2s)∞，使定子感应出频率为(1—2川厂的电势和电流3当异步电动机存在断条端环断裂或故障时，将出现(1+2盎s)．厂的定子电流成分。盎=l时的频率(1±

9、2川厂即为最基本的故障特征成分：·34·煤矿机电2016年第2期当电动机转子出现偏心故障时，定子中会产生频率为Z±喊的故障特征成分。4J，m=1，2，3。转子旋转频率，=(1一s)^／p。式中Z为电源电压的频率，p为极对数。用McSA技术可以诊断和监测鼠笼型异步电动机的断条、偏心等故障。实际转差率s一般较小，所以(1