基于倒频谱分析电机故障检测

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1、第38卷第2O期电力系统保护与控制Vl01．38No．202010年10月16日PowerSystemProtectionandControl0ct．16．2010基于倒频谱分析的电机故障检测张雄希，刘振兴(1．武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081；2．冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心，湖北武汉430081)摘要：介绍了倒频谱分析的基本原理及在电机故障检测中的应用。对于电机运行过程中所形成的耦合故障导致故障类型识别困难的问题，提出了运用倒频谱分析与小波分解相结合的电机故障检测方法。它能将功率谱上成族的边频带谱线简化为更易于观察的单根谱线，将两者

2、优势相结合，实现电机耦合故障分离和故障特征提取，为电机复合故障诊断提供了新的途径和方法。关键词：倒频谱；小波分解；故障检测FaultdetectionformotorbasedoncepstrumanalysisZHANGXiong．xi--．LIUZhen．xing，(1．SchoolofInformationScienceandTechnology，WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081，China；2．EngineeringResearchCenterofMetallurgicalAutomation

3、andMeasurementTechnology，MinistryofEducation，Wuhan43008l，China)Abstract：TheprincipleofcepstrumanalysisiSinfoducedandamethodoffaultdetectionformotorbasedoncepstrumanalysisiSpresented．Forcouplingfaultintheprocessofthemotorrunningresultingindificultidentificationoffaulttype，cepstrumanalys

4、iscombinedwithwaveletdecompositionformotorfaultdetectioniSrecommended．Itcanmakethefamilyofside—bandspectruminpowerspectrumbesimplifiedtomoreeasilyobservedsinglespectrums，takingadvantagesofthetwo，achievingmotorcouplingfaultisolationandfaultfeatureextraction，providinganewapproachandmetho

5、dologyforcomplexmotorfaultdiagnosis．ThisworkiSsupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60874l09)．Keywords：cepstrum；waveletdecomposition；faultdetection中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1674．3415(2010)200145．03将故障电机信号细分到不同频段中，在各个频段里0引言分析处理，消除故障特征频率附近的频率干扰因素，鼠笼式异步电机是应用最广泛的一种电气设有利于提取故障特征

6、频率【3J。倒频谱分析法可将功备，运行过程中的主要故障表现为转子断条、定子率谱上成族的边频带谱线简化为单根谱线，分离和匝间短路和气隙偏心等。国内外学者对电机故障特提取信号中的周期成分、多成分边频，目前在设备征如何有效地提取和识别进行了大量的研究工作，故障诊断中应用较为广泛L4J。但研究对象主要集中在对转子断条、偏心、定子短本文通过采集具有转子断条与偏心复合故障路等单一故障进行诊。然而在实际生产中，异的电机三相定子电流，综合采用小波及倒频谱分析步电机的故障往往并非单独出现，某些故障常会诱法对两种故障特征的分离进行了探究，通过相关实发其他故障，多个故障相互耦合形成复合故

7、障，因验表明该方法可以有效分离耦合故障和提取故障特此对异步电动机复合故障的研究也很有必要J。征，具有较高的应用参考价值。小波变换具有的多分辨率性质在故障信号提取1倒频谱分析原理方面具有突出作用，近年来在异步电机早期故障检测领域得到较多的应用。利用小波多分辨分析特性倒频谱分析是对频谱的再次谱分析，即对待测信号的功率谱的对数值进行傅里叶逆变换，滤出传基金项目：国家自然科学基金资助项目(60874109)递函数的分量，再用傅里叶正变换等运算，得到输一146-电力系统保护与控制入信号的幅值。功率倒频谱定义如下I】：征成分，当转子出现偏心故障时，定子电流中会产若时域信号(