基于扩展park矢量电机故障诊断系统设计

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1、《电气自动化)2012年第34卷第3期变流技术Conve~erTechniques基于扩展Park矢量的电机故障诊断系统设计宋辉，张立华，李坤，李来营(1．曲阜师范大学电气信息与自动化学院，山东日照，276826；2．兖州煤业集团鲍店煤矿，山东兖州，272101)摘要：转子断条故障和轴承故障是异步电动机的主要故障，这两种故障的检测是电机故障诊断的重要内容。根据扩展Park矢量法理论的原理，阐述断条故障的诊断方法，结合轴承故障特点及冲击脉冲传感器的信号，给出了异步电机故障诊断系统的设计方案。实践表明，系统具有很强适应性和广阔的工业应用前景。关

2、键词：Park矢量；冲击脉冲法；故障诊断；转子断条；轴承故障[中图分类号]TM32[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)03—0058一O2DesignofFaultDiagnosisSystemwithExtendedPark’SVectOrMethodSONGHui，ZHANGLi—hua。LIKun，LILai-ying(1．CollegeofElectricityinformationandautomation，Q咖normaluniversity，RizhaoShandong276826，China；2．Bao

3、dianCoalofYanzhouCoalGroup．YanzhouShandong272101。China)Abstract：BrokenBarFaultsandBearingFaultswerethemainfaultsinAsynchronousMotors．ThosedetectionisveryimportantinMotorFaultDiagnosis．BasedonthetheoryofPark~Vector。amethodfordetectingbrokenrotorbarsfaultsinasynchronousmotor

4、sispresentedhere．Withthecharacteristicofbearingfaultsandthesensorsignal。designoffaultdiagnosissystemwasgivenindetail．Practiceprovesthehighadaptabilityandwide．Keywords：Parkvector；ShockPulseMethod；FaultDiagnosis；BrokenBarFault；BearingFault0引言i=(42／√3)i。一(1／,／6)i6一(1／,／6)i(1)

5、电动机由于受供电电源、运行机制、负载性质、安装环境等因=(1／i6一(1／)i(2)素影响，容易出现某一或某些部件的性能劣化，其中最常见的故不同故障所对应的Park矢量轨迹特征，目前还没有形成十障有定子绕组的匝间短路、转子导条及端环断裂、轴承磨损及气分明确和定量的判别标准。扩展Park矢量方法(ExtendedPark隙偏心等，其中断条故障发生概率约为10％，轴承故障发生概率sVectorApproach)，对Park矢量的模Ii+儿I进行谱分析。Park约为3O％。。因此，断条故障诊断和轴承故障诊断一直是电矢量取模后，将三相电流(i，i，

6、i)中的对称分量转换为直流分动机故障诊断的重要内容。针对兖矿集团下属鲍店煤矿某建材量(DC)，突出了转子断条、端环开裂等故障产生的边频分量厂20台关键部位大功率电机的安全、连续正常运行，设计了这套(2)，这样故障特征频率就很容易与电源基频分量(．)区分电机故障诊断系统，目前该系统正常运行中。开来1电机故障诊断原理1．2轴承故障诊断方法1．1转子断条诊断方法当滚动轴承元件表面存在缺陷或发生损伤时，会以一定的通当电机转子发生断条故障时，定子电流中将产生频率为，=过频率产生一系列的周期性冲击，这些冲击将激励轴承系统产生(1+2s)f,(S为转差率

7、为电网频率)的故障特征分量。定子一系列的冲击衰减响应，激发起系统高频固有振动表现为弱阻尼电流信号易于采集，因此基于傅立叶变换的定子电流信号频谱分自由衰减振荡，衰减响应中包含了轴承的故障信息。通过安装在析方法被广泛应用于转子断条故障检测，并逐渐形成了自适应滤轴承座、外圈或箱体适当位置的冲击脉冲传感器和振动传感器来波、希尔伯特变换、派克矢量变换、小波分析等各具特色的转子断监测轴承的冲击和振动信号，并对其进行分析和处理。这种方法条故障检测方法。Park矢量法将三相静止坐标系中的定子的优点是：适用于各种类型工况的轴承，可以有效地诊断出早期故电流信号

8、变换到两相静止q8D坐标中，定义i与i。的合成矢量障，信号测试与处理简单、直观并可重复检测；受外界环境影响小、为Park矢量。电机正常时，Park矢量在坐标中的轨迹为一诊断结果准