基于小波包变换电机定子故障特征提取方法

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1、第38卷第22期电力系统保护与控制V_0l_38No．222010年11月16日PowerSystemProtectionandControlNOV．16，2010基于小波包变换的电机定子故障特征提取方法邱赤东，薛征宇，邵萍波，任光(大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连l16026)摘要：针对感应电机定子故障的特征频率处在低频段，小波分解系数易受电机负荷波动影响的问题，提出一种采用希尔伯特变换对信号进行预处理，利用小波包分解来实现定子故障特征的提取方法。通过小波包分解，使相应分解子频段能始终覆盖随电机转差率以及供电电源频率变化的故障特征频率。增加小波时域

2、波形的波峰数，减少了子频段间的频域混叠及频谱泄漏现象。对原始信号进行希尔伯特变换的预处理，降低了电机负荷波动对分解系数的影响；采用子频段节点重构系数的均方根值变化率作为故障特征指标。通过对实测故障数据的应用，利用上述方法可以有效地识别出电机的定子故障关键词：感应电机；小波包变换；希尔伯特变换；电流特征分析法Afeatureextractionmethodformotorstatorfaultbased09waveletpacketstransformQIUChi-dong，XUEZheng—yu，SHAOPing·bo，RENGuang(College

3、ofMarineEngineering，DalianMaritimeUniversi妙，Dalian116026，China)Abstract：Waveletcoeficientisdisturbedbymotorloadfluctuation，becauseeigen矗equenciesofmotorstatorfaultlieinlowerfrequencybands．AfeatureextractionmethodforstatorfaultisintroducedbasedonHilberttransformandwaveletpacketst

4、ransform．Selectingthefi~ingdecomposition，thedecompositionfrequencybandsalwayscoverthemotorstatorfaulteigenfrequenciesvariedalongwiththeslideandpowerfrequency．Byincreasingcrestsofwavelet，bothwaveletoverlapandspectrumleakbetweentheadjacentfrequencybandsaredecreased．Aimingatreducin

5、gthesideeffectsofthevariousdecomposecoefficientcausedbyloadfluctuation，theprocessmethodforcurrentsignalbasedonHilberttransformisprovedtobeefective．Themotorfaulteigenvaluesareobtainedbythemean-squaredrootmethodbasedonreconstructednodecoeficients．Underthelaboratorycondition，anarti

6、ficialmotorfaultexperimentisconducted，andthedataarerecorded．Throughapplyingtheproposedmethodtotherecordeddata，themotorstatorfaultsCanbeeffectivelyidentified．Keywords：inductionmotors；waveletpacketstransform；Hilbe~transform；motorcurrentsignatureanalysis中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：l674—

7、3415(2010)22—0052—05可以确保船舶航行的安全。0引言基于电流特征分析(MotorCurrentSignature感应电机是船舶动力及电力系统的重要支撑设Analysis)的方法将电机的常见故障与定子电流的频备。定子故障是感应电机经常出现的故障类型，其率特征量建立了函数关系。定子电流的频率特征量出现几率占电机总发生故障的37％⋯，而且是船舶与匝间短路故障之间的函数关系如式(1)所示【zj：管理人员唯一没有能力进行现场维修的故障类型，=1，2(1一)／p±kl(1)一般需要到港后由专业厂家修理。由于船舶电网是式中：为绕组匝间短路的特征频率

8、；为供电电低压电网(380V)，且电机的制造工艺要求高于陆源频率；，7=1，2，3，⋯；k=1