基于Park矢量旋转滤波的感应电动机断条故障诊断.pdf

《基于Park矢量旋转滤波的感应电动机断条故障诊断.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·60·煤矿机电2014年第1期基于Park矢量旋转滤波的感应电动机断条故障诊断张晓春，许允之(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要：讨论鼠笼式电动机转子断条故障诊断，用Park变换将电动机的三相电流由三维坐标系变换到二维坐标系，使得三相电流的三次谐波相互抵消。介绍了Park矢量旋转滤波的原理。分别用Park矢量复平面法、傅里叶变换法及Park矢量旋转滤波法，对电动机故障情况进行诊断。实验结果说明Park矢量旋转滤波方法可靠。关键词：断条故障；Park矢量；傅里叶变换；滤波中图分类号：TM307+．1文献标识码：B文章编号：1001—0874(20

2、14)01—0060—03Broken—BarFaultDiagnosisofInductionMotorBasedonParkVectorRotatingFilteringZhangXiaochun，XuYunzhi(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221116，China)Abstract：Focusesattentiononrotorbroken—barfaultdiagnosisofsquirrelcagetypeinduct

3、ionmotor．TheParktransformationiSappliedtotransferthethreephasecurrentsfromcoordinatesystemofthree．dimensionaltotwo．dimensional．Thistransformationmakesthethirdharmoniccurrentofthreephasecurrentscounterbalanceeachother．Explainstheprincipleofthetransformation．Thediagnosisexperimentiscarried

4、outbythreemethods，namelyParkvectorcomplexplane，FouriertransformandParkvectorrotatingfiltering(PVRF)methods．TheexperimentalresultshowsthePVRFmethodisreliable．Keywords：broken—barfault；Parkvector；Fouriertransform；filtering0引言电动机出现故障时，通过故障预测及早阻止电动机故障进一步恶化，对于人员和设备安全及经济成本都有重要意义。转子电流常作为是研究感应电动机

5、转子断条和转子偏心故障的对象，频谱分析是常用方法¨j。转子断条故障的特征频率分量为：五=(1±2·矗。5)fo转子偏心故障的特征频率分量为：{，：f0一k’{。工=(1一s)’五／p式中，厶为基频；七为正整数；s为转差率；p为极对数。电动机稳定运行时，转子断条故障特征频率分量Ct要／l'，不易检测。采用Park旋转矢量滤波法拉。滤除转子电流的基波分量，使体现电动机故障特征的3次谐波、5次谐波频率突现出来，以便迅速诊断转子断条故障。1Park旋转矢量滤波原理Park变换将电动机的三相电流a、b、c从三维坐标系变换到d,／3二维坐标系：”2rCOS00COS(一1200)3

6、L—sin0。一sin(一120。)变换坐标系向量图如图1。门}叫●。q—．．．．．．．．．．．．．．。．．．，．L矿加加挖lIs．ⅡOSC—2014年第1期煤矿机电·61·图1变换坐标系向量图三相交流电源各相电流依次相差120。，除基波外，含有5次和7次谐波，无3次谐波，更高次谐波的值很小，可以忽略。对称三相电流对应的Park矢量为：，=i。+jio=，l一‘叫1‘+妒1’+，5e，卜5“1‘+妒5’+，7e，‘7山1‘+妒7’(2)这个表达式和电动机学中关于电流的6七一1(k=0，1，2，⋯)次谐波产生的磁场逆向旋转，并且和6后+l(k=0，l，2，⋯)次谐波产生的

7、磁场正向旋转的结论一致。注意5次谐波和对应的磁场逆向旋转。电流Park矢量的基波分量是静止的。滤除电流Park矢量的基波分量得：，，=厶∥‘一6“It+95一∞I’+厶e，‘6“l‘+97一十I’将其变换回静止的定子空间得：li=Le『‘一5“"p5’+，7e『‘7“”97’(3)消除基波分量频谱泄露淹没特征谐波分量的影响，使得体现转子断条故障的两个谐波突显出来，它们保持原有的幅值和相位，为提高频谱分析分辨率和故障检测准确性创造了条件。Park变换滤波方法是将电压Park矢量与电流Park矢量相乘，要求电压信号是理想的正序旋转基波信号旧。