收稿日期!
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稿件编号!
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基金项目! 国家大学生创新性实验计划!
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作者简介! 刘树强!
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刘树强$ 罗 天$ 王 宁$ 潘 栋
!西南大学 电子信息工 程学院$ 重庆
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摘要! 针对 三 相 异 步 电 动 转 子 断 条 的 故 障 检 测 中 故 障 信 号 很 小 $其 与 基 波 频 率 很 接 近 $可 能 被 基 波 分 量 泄 漏 或 噪
声所淹 没 $不 能准确的判断 % 提出了一 种
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平台下 基 于 数 字 滤 波 '频 谱 细 化 分 析 和 定 子 电 流 齿 槽谐 波 分 量
的转差率在 线 检 测 方 法
% 先 对提取到的定 子 电 流 进 行 频 谱细化分析$提高频谱分 辨 率 $然后设计一个 数 字 滤 波 器 滤
除定 子 电 流 基 频 信号$避 免 基 波 分 量 造成干扰% 详细 介 绍 了 定 子 电 流 齿 槽 谐 波分 量 的 转 差 率 估 计 的 原 理 $通 过 该 方
法找 出 故 障 信 号 $并有 效 的 区 分 出 段 子断条故障和 负 载 波 动 % 仿 真 和实验结果表 明 $该 方法能够准确 的 找 到 故 障 信
号$解 决 基波分量泄漏 等 引 起 的 干 扰 $提 高 故 障 检 测 的 可 靠性 和 准 确 性 %
关键词! 异步电动机( 转子断 条( 数字滤波( 转差率估计( 频谱细化分析
中图分类号!
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文献标识码!
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文章编号
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笼式 异 步 电动 机 转 子 断 条 故 障 将 会 导 致 电 机 的 运 行 性
能 恶 化 #对 生 产 发 展 造 成一 定 的 损失 #而 且 转 子 断 条 故 障 的
发生概率高 达
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#因 此需 要在 故 障发 展初 期 进行 早期 检
测并 及时告警#进行维修 & 经研究 表明笼式电 动 机发生断条
故障后 #在 其 定 子 电 流 中 将 会出 现 !
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的 附 加 电 流 分
量!
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为转 差率'
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为电源频 率 "#此 电 流 分 量 称为 边 频 分 量 #
可作为转子断条故障的特征频率& 早期广泛的采用对电流进
行频谱分 析来 检测转子断 条故障#然 而在 电机 稳 定 运 行 时 转
差率很小#使 得 边 频分 量 !
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非 常 接 近 基 波 频 率 # 同 时
边频 分量的幅值 只有 基 波 频率的
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# 极容 易 被 基 波泄
漏或 噪声 说覆盖#影 响检 测的 灵 敏性 & 而 且直接 对 定 子 电流
载波动&
为了 解 决 这些 不 足 文 献
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采 用 了 贝 叶 斯 最 小 误 差 分 类
器的模拟识别技术来辨别电机的故障状况& 文献
]*^
则采用了
希尔伯特变换和数字滤波判断转子断条和负载波动&
与文献
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相同#本 文针 对基 波 淹没 边频 分 量以 及 负 载
波 动 的 影响 #以 保 证 其 高 灵 敏 度 于 高 可 靠 性 的 原 则 #提 出 了
将 数 字 滤 波 '
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频 谱 细 化 '快 速 傅 里 叶 变 换 ' 定 子 电
流齿 槽 谐 波分 量 的 转 差 率 估 计 相 结 合 的 转 子 断 条 的 检 测 方
法& 仿真和实验数据表明该方法是可行有效的&
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理论基础
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数字滤波
由于采集到的 电流信号中 含有 基波信号 #而 且 前已提及
由于边频 分量 和基波信号 频率很接近 #基 波 信 号 的泄 露 可 能
掩盖 掉边频信号 & 就转子 断条故障检 测来 说 #基波信 号 就 是
噪声 #应 该将 其 滤除 & 为 了在滤除噪 声时尽 可 能 的减小衰减
边频 分量
#本 文设 计了 一 个带 阻滤 波 器& 因为 电 源 频 率 约 为
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# 故 设计的数字滤波器 低 截 止 频 率 和 高截止频率分 别
电子设计工程
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第
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卷
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第
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期
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