异步电动机转子断条在线检测方法.pdf

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1、异步电动机转子断条在线检测方法秦焱(镇江船艇学院，镇江212003)摘要：异步电动机转子断条是笼型异步电动机的常见故障之一．转子断条故障在线分析中必须考虑电动机实际运行和检测条件．带通数字滤波器可以有效地滤除电网谐波和在线检测系统引入的“电磁噪声”，希尔伯特模量频谱分析对电网频率波动、负载波动和电网谐波等因素的干扰具有一定的鲁棒性能．在理论分析、仿真和实验的基础上，提出了基于带通数字滤波和希尔伯特包络频谱分析的异步电动机转子断条在线检测方法．仿真和实验表明，该方法不仅可以抑制于扰因素的影响，有效提取故障特征量并实现故障准确诊断，而且

2、能够反映频率波动的范围，是一种切实可行的在线诊断方法．关键词：异步电动机；带通数字滤波；希尔伯特包络；诊断方法中图分类号：U262．46文献标识码：A文章编号：1005培354(2011)05-00134)3On-lineDetectionofRotorBarBreakingFaultAnalysisOINYan(ZhenJiangWatercraftCollege，ZhenJiang212003，China)Abstract：Rotorbarbreakingisonefrequentfaultofinductionmotor．Th

3、eactualoperatingconditionsofmo—torsmustbetakingaccount讯detectingrotorbarbreaking知ultOn-line．Theband-passfilterc口乃renlD睨theinteoCerencesignaleffectivelycausedbyharmonicofthenetworkandinductedbytheOn—linedetectionsystem．TheenvelopeofHilberthascertainrobustnessinsignalpro

4、cessingeventakingintoaccountthequalityofpewersupplyandtheloadfluctuationoftheinductionmotors．Basedontheoreticalanalysis，simulationandexperi-mentation．thepaperpresents口rLet‘Ion—linedetectionschemethatcombinestheband-passfilterandHilAerter卜velopeanalysis．Keywords：inducti

5、onmotor；Band-passfilter；Hilbertenvelope；detection0引言电动机转子断条故障是指异步电动机子导条断裂(端环开裂)故障．异步电动机在拖动机械设备运行过程中，转子导条或绕组受到电磁力、离心力和机械轴上的阻力矩的作用．感应电动机转子断条故障是电动机的常发故障之一，大约占电动机全部故障总数的10％[11．电动机常用的转子断条(端环开裂)故障的检测方法有：电动机定子电流检测方法、电动机磁通检测方法和电动机机械信号(特别是振动信号)检测方法．其中定子电流比较容易获得，因此基于电动机定子电流的检测方法

6、称为电动机故障的典型检测方法之一．研究表明，异步电动机发生转子断条故障后，在定子电流中将出现(1±2s)正频率的附加电流分量(s为电动机转差率，Z为供电电源频率)，该电流分量可以作为转子断条(端环断裂)的故障特征分量‘2·引．异步电动机转子断条在线检测中，还必须考虑电动机机械负荷的性质M1、电网的频率波动、电网谐波和由在线采集检测系统引入的“电磁噪声”对电机转子故障诊断的影响．供电电网中的频率波动、谐波和收稿日期：2011-05-25作者简介：秦焱(1975一)，男，硕士，主要研究方向：船舶电气设备故障诊断．技术篇2011年第五期1

7、3“电磁噪声”在定子电流频谱图中表现为基波的频谱泄露和谱间干扰增加，基波分量有可能淹没了故障频率分量，严重影响了电机转子故障诊断的准确性．为此。本文提出了基于带通数字滤波和希尔伯特模量频谱分析的异步电动机转子断条在线检测方法．1带通数宇滤波滤波器是一种选频装置，它允许输入信号中的特定频率成分通过，同时抑制或极大地衰减其它频率成分(又称此频带为阻带)．根据滤波器的选频特性，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻四种．滤波器传递函数的一般表达式为：n，、6。s“+6。一ls“1+⋯+bls+bo叭"2百‘瓦7‘=i而(m≤n)在电动机在

8、线检测信号中，基波信号、故障特征信号、电网谐波信号和在线采集检测系统引人的“电磁噪声”的频率特征是不相同的，谐波信号和“电磁噪声”干扰信号的频率一般大于故障特征信号．故障特征信号的频率和基波信号很接近，以基波频率为中心频率，选择恰当的