小波包频带-能量重构的异步电动机转子断条故障诊断.pdf

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1、2015年第2期煤矿机电·75·小波包频带一能量重构的异步电动机转子断条故障诊断许允之，方永丽，褚鑫，贾立敬，陈鲁娜，李晓波，陈奎(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：基于定子电流信号对异步电动机进行故障诊断时，其转子断条故障特征频率分量常被电流的基频分量淹没。尽管小波变换具有频率越高，相应的时间分辨率也越高的特点，但频率域上的分辨率却降低成了它的弱点。而小波包技术能同时对上一层的低频部分和高频部分进行细分，并根据被分析信号的特征，自适应的选择相应的频段，使之与信号频谱相匹配，从而提高时域分辨率。用小波包分析法对所采集信号处理，可作为电动机故障诊断输入特征向量的分解后

2、的频段能量特征值。实验表明，采用小波包技术可快速、准确地诊断出电动机故障，其效果良好，也为电动机故障在线实时诊断提供了理论依据。关键词：小波包；小波分析；转子断条故障；故障特征量中图分类号：TM343+．2；TP277．3文献标识码：A文章编号：1001—0874(2014)02-0075—06FaultDiagnosisofAsynchronousMotorRotorBroken-BarofWaveletPacketsFrequencyBand—EnergyReconstructionXuYunzhi，凡ngYongli，ChuXin，JiaLijing，ChenLuna，LiXiaobo

3、，ChenKui(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Whendoingthemotorfaultdiagnosis，therotorbroken—barfaultcharacteristicfrequencyisoftenfloodedbythefundamentalcomponent．AlthoughtheWavelettransformhasthestrengthofhighresolution，itslo

4、wresolutioninthefrequencydomainhasbecomeitsweakness．Thewaveletpacketcanbothstudythelowandhighfrequencycomponentanditcanchoosetheproperfrequencystageaccordingtotherealsituation．Usesthewaveletpackettodealwiththecollectedcurrentdataandgetsthemotorfaultcharacteristicsquantitysuccessfully．Thewaveletpack

5、etanalysismethodprocessesthecollectedsignals，whichcanbethefrequencyenergyfeaturevaluethatbeseparatedafterthemotorfaultdiagnosisinputvector．Theexperimentsshowthatbyusingthisway，getsthemotorfaultcharacteristicquantitymuchbetterthantheFnl．Keywords：waveletpacket；waveletanalysis；rotorbroken-barfault；fau

6、ltcharacteristicquantity0引言异步电动机是工矿中的重要设备，除了制造工艺及安装等多方面原因外，长期不问断运行中也有故障发生，其中转子断条是其频繁发生的故障¨卫j。电动机长期处于高速运转和负载波动的恶劣环境中，其运行电流、振动、温度、噪声信号就成为提取故障特征与判断电机故障的依据。当电动机转子发生故障时，定转子之间气隙中产生谐波磁场，在定子绕组产生感应电流，它与定子电流共同调制使定子电流脉动，从而引起铁心振动、转矩与转速波动。3。j。异步鼠笼电动机故障检测有基于信号分析和基于解析计算两种方法，其前者有定子电流’6o频谱分析法、电磁转矩谐波分析法、失电残余电压分析法、启动

7、电流时变频谱分析法、振动检测法，其中定子电流频谱分析法应用最为普遍。在电动机进行故障诊断时，需要从信号中提取故障特征值，目前使用最多的是傅里叶变换法和小·76·煤矿机电2015年第2期波分析法¨J。采用傅里叶变换进行故障特征信息提取时，是通过对比正常频谱图和故障频谱图的不同之处，两者不同之处即为故障特征信息，并利用这些提取出来的异常信息对电动机故障诊断。傅里叶变换分析方法主要是建立在信号平稳性假设基础上，并不