CN113589169A - 一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 - Google Patents
一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113589169A CN113589169A CN202110870903.5A CN202110870903A CN113589169A CN 113589169 A CN113589169 A CN 113589169A CN 202110870903 A CN202110870903 A CN 202110870903A CN 113589169 A CN113589169 A CN 113589169A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asynchronous motor
- signal
- calculating
- negative sequence
- stator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,包括以下步骤:(1):采集异步电机定子电流、定子电压、电网频率;(2):提取定子电流、定子电压负序分量;(3):计算异步电机负序阻抗;(4):计算异步电机的负序电流差;(5):判断负序电流差是否大于参考值,若是,进入(6);若不是,返回(1);(6):控制超声波发生器向异步电机发射超声波信号;(7):接收经过异步电机的反射超声波信号;(8):计算异步电机的振动速度;(9):判断振动速度是否大于参考值,若是,发出报警,进入(10);若不是,进入(10);(10):判断是否继续检测,若是,进入(1);若不是,结束。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域,特别涉及一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法。
背景技术
异步电机作为比较常见的电力设备,其安全可靠的工作会直接影响人们的生产和生活。定子绕组匝间短路故障是一种常见的发电机故障类型,且故障变化极快,在故障早期难于获取充足数据,依托单一故障特征的变化难以准确检测故障。
本发明提出一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,首先根据定子电流、定子电压进行初步判断,当负序电流差大于参考值,控制超声波发生器向异步电机发射超声波信号,进而计算出振动速度,最终判断是否振动异常,当出现异常时,及时报警,保证异步电机的安全可靠工作。
发明内容
本发明提供一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,能够及时发现定子绕组匝间短路故障,保证其安全可靠工作。
本发明具体为一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,所述异步电机故障检测方法包括以下步骤:
步骤(1):采集所述异步电机定子电流、定子电压、电网频率;
步骤(2):提取所述定子电流、所述定子电压负序分量;
步骤(3):计算所述异步电机负序阻抗;
步骤(4):计算所述异步电机的负序电流差;
步骤(5):判断所述负序电流差是否大于负序电流差参考值,若是,进入步骤(6);若不是,返回步骤(1);
步骤(6):控制超声波发生器向所述异步电机发射超声波信号;
步骤(7):接收经过所述异步电机的反射超声波信号;
步骤(8):计算所述异步电机的振动速度;
步骤(9):判断所述振动速度是否大于振动速度参考值,若是,发出报警,进入步骤(10);若不是,进入步骤(10);
步骤(10):判断是否继续检测,若是,进入步骤(1);若不是,结束。
步骤(8)中所述异步电机的振动速度计算过程为:
(1):将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)=Ar·cos[φ(n)],Ar为所述反射超声波幅值,ω为所述反射超声波频率,h为所述异步电机的振动位移,为所述反射超声波回波和法线的夹角,c为超声波在空气中的传播速度,L为平衡状态的所述异步电机与所述超声波接收探头之间的直线距离;
(2):将所述AM-FM信号x(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x1(n)=cos[φ(n)];
(4):对所述纯调频信号对称差分信号y(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x2(n)=sin[φ(n)];
(5):构造复信号z(n)=x1(n)+jx2(n)=cos[φ(n)]+jsin[φ(n)];
步骤(6):计算所述复信号z(n)的能量算子ψd[z(n)]=ψd[x1(n)]+ψd[x2(n)]=1-cos[2ω(n)],ψd[x1(n)]=x1 2(n)-x1(n-1)x1(n+1)=cos2[φ(n)]-cos[φ(n-1)]cos[φ(n+1)],ψd[x2(n)]=x2 2(n)-x2(n-1)x2(n+1)=sin2[φ(n)]-sin[φ(n-1)]sin[φ(n+1)];
与现有技术相比,有益效果是:所述异步电机故障检测方法首先根据定子电流、定子电压进行初步判断,当负序电流差大于参考值,控制超声波发生器向异步电机发射超声波信号,进而计算出振动速度,最终判断是否振动异常,当出现异常时,及时报警,保证异步电机的安全可靠工作。
附图说明
图1为本发明一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示,本发明的异步电机故障检测方法包括以下步骤:
首先,进行信息采集和计算:
采集所述异步电机定子电流、定子电压、电网频率,提取所述定子电流、所述定子电压负序分量;
其次,判断所述负序电流差是否大于负序电流差参考值,若是,继续分析判断;若不是,重新采集信息。
再次,采集所述异步电机振动信息:
控制超声波发生器向所述异步电机发射超声波信号,接收经过所述异步电机的反射超声波信号,计算所述异步电机的振动速度:
(1):将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)=Ar·cos[φ(n)],Ar为所述反射超声波幅值,ω为所述反射超声波频率,h为所述异步电机的振动位移,为所述反射超声波回波和法线的夹角,c为超声波在空气中的传播速度,L为平衡状态的所述异步电机与所述超声波接收探头之间的直线距离;
(2):将所述AM-FM信号x(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x1(n)=cos[φ(n)];
(4):对所述纯调频信号对称差分信号y(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x2(n)=sin[φ(n)];
(5):构造复信号z(n)=x1(n)+jx2(n)=cos[φ(n)]+jsin[φ(n)];
步骤(6):计算所述复信号z(n)的能量算子ψd[z(n)]=ψd[x1(n)]+ψd[x2(n)]=1-cos[2ω(n)],ψd[x1(n)]=x1 2(n)-x1(n-1)x1(n+1)=cos2[φ(n)]-cos[φ(n-1)]cos[φ(n+1)],ψd[x2(n)]=x2 2(n)-x2(n-1)x2(n+1)=sin2[φ(n)]-sin[φ(n-1)]sin[φ(n+1)];
再次,判断所述振动速度是否大于振动速度参考值,若是,发出报警;
最后,判断是否继续检测,若是,重新采集信息;若不是,结束。
最后应该说明的是,结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到,本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (4)
1.一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,其特征在于,所述异步电机故障检测方法包括以下步骤:
步骤(1):采集所述异步电机定子电流、定子电压、电网频率;
步骤(2):提取所述定子电流、所述定子电压负序分量;
步骤(3):计算所述异步电机负序阻抗;
步骤(4):计算所述异步电机的负序电流差;
步骤(5):判断所述负序电流差是否大于负序电流差参考值,若是,进入步骤(6);若不是,返回步骤(1);
步骤(6):控制超声波发生器向所述异步电机发射超声波信号;
步骤(7):接收经过所述异步电机的反射超声波信号;
步骤(8):计算所述异步电机的振动速度;
步骤(9):判断所述振动速度是否大于振动速度参考值,若是,发出报警,进入步骤(10);若不是,进入步骤(10);
步骤(10):判断是否继续检测,若是,进入步骤(1);若不是,结束。
4.根据权利要求3所述的一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法,其特征在于,步骤(8)中所述异步电机的振动速度计算过程为:
(1):将所述反射超声波信号转换为AM-FM信号x(n)=Ar·cos[φ(n)],Ar为所述反射超声波幅值,ω为所述反射超声波频率,h为所述异步电机的振动位移,为所述反射超声波回波和法线的夹角,c为超声波在空气中的传播速度,L为平衡状态的所述异步电机与所述超声波接收探头之间的直线距离;
(2):将所述AM-FM信号x(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x1(n)=cos[φ(n)];
(4):对所述纯调频信号对称差分信号y(n)进行AM-FM分解,得到纯调频信号:x2(n)=sin[φ(n)];
(5):构造复信号z(n)=x1(n)+jx2(n)=cos[φ(n)]+jsin[φ(n)];
步骤(6):计算所述复信号z(n)的能量算子ψd[z(n)]=ψd[x1(n)]+ψd[x2(n)]=1-cos[2ω(n)],ψd[x1(n)]=x1 2(n)-x1(n-1)x1(n+1)=cos2[φ(n)]-cos[φ(n-1)]cos[φ(n+1)],ψd[x2(n)]=x2 2(n)-x2(n-1)x2(n+1)=sin2[φ(n)]-sin[φ(n-1)]sin[φ(n+1)];
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110870903.5A CN113589169A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110870903.5A CN113589169A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113589169A true CN113589169A (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=78252605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110870903.5A Pending CN113589169A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113589169A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514978A (en) * | 1995-03-20 | 1996-05-07 | General Electric Company | Stator turn fault detector for AC motor |
CN107544025A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 马鞍山马钢华阳设备诊断工程有限公司 | 一种综合电信号和振动信号的异步电机转子断条故障判断方法 |
CN109143245A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-04 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于超声波的非接触式振动信号测量***及其测量方法 |
CN109269621A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-25 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于超声波的非接触式振动信号测量报警***及其测量报警方法 |
CN109668622A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-04-23 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于振动测量的反射超声波信号频率计算方法 |
US20190346509A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-14 | GM Global Technology Operations LLC | Early detection of motor stator winding faults |
CN111537910A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-14 | 江苏大学 | 基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断方法与装置 |
CN111624515A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-09-04 | 华北电力大学(保定) | 一种早期同步发电机定子绕组匝间短路检测方法及装置 |
CN111650514A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 珠海万力达电气自动化有限公司 | 一种异步电动机典型故障的多参数联合诊断方法 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110870903.5A patent/CN113589169A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514978A (en) * | 1995-03-20 | 1996-05-07 | General Electric Company | Stator turn fault detector for AC motor |
CN107544025A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 马鞍山马钢华阳设备诊断工程有限公司 | 一种综合电信号和振动信号的异步电机转子断条故障判断方法 |
US20190346509A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-14 | GM Global Technology Operations LLC | Early detection of motor stator winding faults |
CN110488185A (zh) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 马达定子绕组故障的早期检测 |
CN109143245A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-04 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于超声波的非接触式振动信号测量***及其测量方法 |
CN109269621A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-25 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于超声波的非接触式振动信号测量报警***及其测量报警方法 |
CN109668622A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-04-23 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于振动测量的反射超声波信号频率计算方法 |
CN111537910A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-14 | 江苏大学 | 基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断方法与装置 |
CN111650514A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 珠海万力达电气自动化有限公司 | 一种异步电动机典型故障的多参数联合诊断方法 |
CN111624515A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-09-04 | 华北电力大学(保定) | 一种早期同步发电机定子绕组匝间短路检测方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王栋悦 等: "基于机电信号融合的DFIG 定子绕组匝间短路故障诊断", 电力***自动化, vol. 44, no. 9, pages 171 - 178 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103926533B (zh) | 永磁同步电机失磁故障在线诊断方法及*** | |
CN103454585A (zh) | 一种基于失电残压的永磁同步电机失磁故障诊断方法 | |
CN106841901B (zh) | 一种变频器驱动内嵌式永磁同步电机定子匝间短路故障诊断方法 | |
CN109889117B (zh) | 基于旋转高频注入法的ipmsm位置观测方法、***及驱动*** | |
CN106054078A (zh) | 一种海上双馈电机定子绕组匝间短路故障辨识方法 | |
CN103969579A (zh) | 永磁同步电机定子不对称故障诊断方法及*** | |
US11722079B2 (en) | Detection system and method for rotor dynamic turn-to-turn short circuit fault of synchronous generator | |
CN111896869B (zh) | 一种五相永磁同步电机开路故障诊断方法 | |
CN110596583A (zh) | 一种基于零序电压分析的变频电机定子故障检测***及其检测方法 | |
CN104597367A (zh) | 一种变频器驱动感应电机定子匝间短路故障诊断方法 | |
CN108278184B (zh) | 基于经验模态分解的风电机组叶轮不平衡监测方法 | |
CN104777396A (zh) | 一种综合考虑电机电流和电压的转子故障诊断方法 | |
CN211236165U (zh) | 一种锂离子电池健康状态声发射检测*** | |
Pietrzak et al. | Stator Winding Fault Detection of Permanent Magnet Synchronous Motors Based on the Short-Time Fourier Transform | |
CN113009337B (zh) | 海上风电永磁直驱电机匝间短路故障识别方法 | |
CN113311332A (zh) | 高速永磁同步电机永磁体退磁故障诊断装置及方法 | |
CN112034387B (zh) | 一种基于预测序列的输电线路短路故障诊断方法及装置 | |
CN111913078B (zh) | 一种基于运行的输电线路故障识别方法 | |
CN113589169A (zh) | 一种基于机电信号分析的异步电机故障检测方法 | |
CN109591615A (zh) | 一种电动汽车控制器主动热控制方法及其应用*** | |
CN110007146B (zh) | 一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法 | |
CN201177650Y (zh) | 带有检测线圈的笼型感应电机及其转子断条的检测装置 | |
CN115291138A (zh) | 一种变速抽蓄机组转子绕组短路故障离线诊断方法及装置 | |
CN205067668U (zh) | 电缆局部放电信号定位装置 | |
CN111796203B (zh) | 一种静止变频器网桥侧单相接地故障的识别方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |