基于小波包变换的转子断条故障特征提取.pdf

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1、·12·煤矿机电2016年第1期许允之，方磊，张晓春，李权峰，边宁，邓先明．基于小波包变换的转子断条故障特征提取[J]．煤矿机电，2016(1)：12-15，18．doi：10．16545／j．cnki．cmet．2016．01．003基于小波包变换的转子断条故障特征提取许允之，方磊，张晓春，李权峰，边宁，邓先明(中国矿业大学信电学院，江苏徐州221116)摘要：针对鼠笼式感应电动机断条故障会在定子电流中产生特征频率的特点，采用双Hilbert变换对采集到的电流信号预处理，并且利用小波包变换提取故障特征信号。通过小波包分解，使得故障频率在每个子频段中突显出来。通

2、过增加小波时域波形的波峰数，有效地抑制频带重叠现象和频谱泄露。双Hilbert变换解决了基频能量串扰的问题，让故障频率更容易提取。采用子频段节点重构系数均方根值变化率作为故障判断考察指标。通过实验室应用，验证该方法能够有效地识别转子断条故障。关键词：感应电动机；断条故障；小波包变换；双Hilbert变换中图分类号：TM343+．3文献标识码：B文章编号：1001—0874(2016)0l一0012—05ExtractiOnOfFauItCharaCteriStiCSOfROtOr-BarBreakageBaSedOnWaveIetPaCketTranSfOrmX

3、M地凡拥i，几昭ki，劢口ng艇口oc危un，厶QMo咖几g，曰ionM愕，De昭瓤n几mi愕(SchoolofInfbmationandElectricalEngineering，ChinauniversityofMining＆Technology，xuzhou221116，China)Abstract：InviewoftheappearingcertaintyofthecharacteristicfkquencyinthestatorcuITentduringrotor-barbreakagefaultoftheinductionmotor，thecolle

4、ctedcurrentsignalispre-pmcessedbyDHT(DoubleHilbertTransf0珊)andthenextmctedthefaultchamcteristicsignalbyWPT(WaveletPacketTransf0瑚)．TheW阳makestheappearanceoffaultf}equencyinindividualsub—bands．Thespectral1eakageandthebandoVedaphaVebeeneffectivelysuppressedbyincreasingthepeaknumberofthe

5、waVef0咖inthewaVelettimedomain．Theenergycrosstalkofthebasicf南quencyiseliminatedthroughDHT，whicheasestheextmctionoffaultfhquency．TheRMS(Root-Mean—Square)changerateofreconstlllctioncoefficientsofsub_bandnodesaretakenastheindexforfaultidenti6cation．Theapplicationtolabtestverifiesthatthem

6、ethodisabletoidentifyeH’ectiVelytherotor—barbreakagefault．Keywords：inductionmotor；rotor-barbreakagefault；waveletpackettmnsf0瑚；doubleHilberttransfo彻0引言感应电动机转子断条故障的检测一直受到国内外学者的关注-1J。基于断条故障引起定子电流中出现特定频率成分这一现象，主要研究方法是基于小波变换特征提取方法‘2’3J、基于支持向量机的故障诊断方法Ho、基于启动电磁转矩希尔伯特变换的故障诊断方法等。5o。小波变换是基于频带的

7、时频分析方法，但高频域分辨率较低。小波包变换则非常适合非平稳信号的时频分析。实验结果表明：基于小波包变换的转子断条故障提取方法具有良好的效果。1鼠笼型电动机断条故障信息提取方法1．1小波包变换基本原理小波包变换和小波变换没有本质区别，只是对细节系数进行了分解㈧。在小波变换双尺度方程的基础上，令埘。满足下列递归的双尺度方程：2016年第l期煤矿机电·13·『彬：。(￡)=厄∑危。彬。(2f一后){‘(1)【彬：川(￡)=厄∑瓯加。(2￡一．

8、})式中，^。、钒是正交镜像滤波器组，它们满足以下关系：r∑^。=厄l“⋯1∑^。一：。·^。一：，=6。，、。。7‘g。=

9、(一1)“^l一。函数集