异步电机转速测量及转子故障监测仪.pdf

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1、2015拄仪表技术与传感器2015第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12异步电机转速测量及转子故障监测仪赵加友，毛谦敏，金荣泰(中国计量学院计量测试工程学院，浙江杭州310018)摘要：为了简化异步电机转速测量，同时能够实时在线监测电机运行状态，设计了一种基于电机电流检测法的测量装置。它以STM32单片机为处理核心，采用电流传感器获取异步电机电流信号并结合希尔伯特变换、自相乘变换、频谱细分算法等信号处理方法，实时有效地计算出电机转速，并且准确判断电机是否存在转子故障。实验结果表明，该系统最大转速测量

2、误差为4r／min，且故障判断出错率小。关键词：转速测量；转子故障监测；测量装置；STM32；电流传感器；信号处理方法中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1002—1841(2015)12—0029—03DeviceofInductionMotorSpeedMeasurementandRotorFaultsMonitoringZHAOJia—you，MAOQian—min，JINRong—tai(CollegeofMetrologyandMeasurementEngineering，ChinaJiliangUniversit

3、y，Hangzhou310018，China)Abstract：Ameasurementdevicewasdesignedbasedonmotorstatorcurrentanalysismethodtosimplifythespeedmeasure—mentofinductionmotorandmonitorthemotorrunningstateonlineatthesametime．IttookSTM32microcontrollerasthecorepro—eessor，usedacurrentsensortoreactcur

4、rentsignaloftheinductionmotorandcombinedHilberttransform，self-multiplyingtrans—formwithspectrumsubdivisionalgorithmandSOontoprocesssigna1．Withallabove，thedevicecancalculatethereal—timespeedeffectivelyandestimatewhetherthereisafaultofmotorrotoraccurately．Theexperimentalr

5、esuhsshowthatthesystemhasamaxi—mumspeedmeasurementerorof4rpmandtheerorrateoffaultjudgmentisSmal1．Keywords：speedmeasurement；rotorfaultmonitoring；measuringdevice；STM32；currentsensor；signalprocessingalgorithms0引言机转速并进行故障监测。异步感应电机是一种把电能转化为机械能输出的电力设2装置工作原理备。它具有结构简单、价格便宜等优点，被

6、广泛应用于工业生本系统框图如图1所示，电流传感器输出的信号经过放大产等领域。电机转速作为评价电机性能的一个有效参数，需要器之后被分成2路所示。一路经低通滤波后直接被A／D转换准确测量。测量电机转速的方法有许多种，但都存在一些不通道1采样所得，这一路信号主要用于极对数大于I的异步电足。比如基于脉冲计数法的电机测速系统仅适用于带轴电机，机转速测量，这是因为在工频电源供电下，多极对异步电机在而且还要固定相应传感器来获取脉冲信号，这会使转速测量变定子电流上感应产生的信号频率低于30Hz，可以通过低通滤得不方便。基于人眼视觉暂留的可调式闪光测试

7、法虽然操作波器减小工频电源的干扰；另一路经过带通滤波电路后，一部简单，但价格较高。分通过整形电路变成方波信号，触发定时器工作并得到计数值另一方面，对电机进行在线实时"Jm”tl~．0，可以有效避免由于电机和信号频率，这主要用于数字倍频；另一部分则直接与A／D转故障所带来的经济损失。在所有电机故障中，与转子相关的故障换通道2相连，这一路信号用于极对数为1的异步电机速度测较为常见，因此需要重点观察。监测转子故障同样存在很多方法，量和电机转子故障监测。单片机对采集到的数据处理并保存比如振动监测、电流监测、磁通监测、局部放电量监测等J。在这到

8、sD卡中，同时在LCD上显示结果，并通过串口与计算机进些方法中，由于电流监测可以做成非侵人式而应用广泛，同时也行通信。可以利用这种方法测量电机转速，并且操作简单。1测量原理异步电机工作时，会在定子电流中产生与电机转速相对