基于感应电机转子断条故障的检测方法及存储介质

本发明涉及电机故障检测，具体涉及一种基于感应电机转子断条故障的检测方法。

背景技术：

1、感应电机作为一种工业生产和人民生活的主要驱动装备，因其有结构简单，体积小，效率高，价格低廉，可靠性高等特点，被广泛应用于我国的工业生产方面。

2、虽然感应电机有很强的可靠性，但随着其使用范围的不断扩大，仍然会有各种不同种类的故障产生。而在每年感应电机故障的研究过程中，转子断条故障占到感应电机故障的5％—10％。

3、当前对于电机转子故障的研究难点仍在于如何精确的检测其断条故障发生的位置和数量，以及如何用其电气特征来表明。在马宏忠等学者的感应电机转子断条根数影响分析中详细叙述了故障分量的特点，但是其对故障特征值的分析不够精确；在阳同光，蒋新华，付强等人的瞬时功率频谱分析在牵引电机转子故障诊断的应用研究中使用瞬时功率的频谱进行分析，虽然可以对基波频率的影响进行削弱，但是其故障量不够直接；在蒋建东，蔡泽祥学者用park变换方法检测感应电动机转子故障，派克变换将定子的三相电流投影到随着转子旋转的直轴，交轴与垂直于交直轴平面的零轴上去，从而便于研究其故障，但是park变换方法需要明确电网频率的准确值否则误差会较大。

技术实现思路

1、本发明提出的一种基于感应电机转子断条故障的检测方法，为了解决转子断条故障时定子电流频谱图不够清晰，频谱尖峰不够明显等的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种基于感应电机转子断条故障的检测方法，包括以下步骤，

4、s1.判断所述感应电机的断条类型，如段一根或者多根，进入步骤s2；

5、s2.实时采集感应电机定子电流数据，并对数据进行改进后的emd处理，进入步骤s3；

6、s3.取emd算法中的第一个本征模态imf，随后对数据进行fft处理，通过20log方式以及绝对值扩大100倍以此来获得更加清晰明了的频谱图，进入s4

7、s4.依照频谱图判断故障类型。

8、由上述技术方案可知，本发明的基于感应电机转子断条故障的检测方法，在研究感应电机故障时直接采用最直接的故障量即定子电流，对定子电流进行采集后，在matlab中利用程序进行归一化处理，可使数据更具有对比性，并且本发明对各种工况下的不同故障的特征值进行了分析，为工程上常见的故障进行了实验验证，同时在一些严重故障下的电机断条诊断提供了理论依据。本发明使得频谱分析图更加清新，故障特征频率更加明显，可以直观地通过频谱分析图判别出转子断条故障存在与否。

9、总的来说，本发明在原有的emd以及傅里叶分解算法基础上加以改进，使得故障频谱分析的结果更加直观明了。通过有限元法建立的电机仿真模型进行分析，在断条故障的存在情况下，判断出电机定子电流的频谱是否会在(1-2s)f附近产生一个故障特征频率，验证了该发明的可行性。该发明可以实现感应电机的在线检测和故障诊断，同时优化了emd算法及傅里叶分解算法，适用于感应电机的故障检测等工程领域。

技术特征：

1.一种基于感应电机转子断条故障的检测方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的基于感应电机转子断条故障的检测方法，其特征在于：所述定子电流信号的实际采集方式通过高精度的电流采集装置或者电流采集装置后加运算放大器的方式采集。

3.根据权利要求2所述的基于感应电机转子断条故障的检测方法，其特征在于：所述定子电流信号通过小波去噪处理。

4.根据权利要求1所述的基于感应电机转子断条故障的检测方法，其特征在于：所述步骤s3中包括对emd算法进行改进，进行端点延拓，保证上下包络与端点相交，获得每个信号的局部平均值，同时上下包络由极大值极小值相连，因此只需对极值进行延拓其中延拓方法，具体如下：

5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明的一种基于感应电机转子断条故障的检测方法及存储介质，包括S1.判断所述感应电机的断条类型,如短一根或者多根，进入步骤S2；S2.实时采集感应电机定子电流数据，并对数据进行改进后的EMD处理，进入步骤S3；S3.取EMD算法中的第一个本征模态IMF，随后对数据进行FFT处理，通过20log方式以及绝对值扩大100倍以此来获得更加清晰明了的频谱图，进入S4，S4.依照频谱图判断故障类型。本发明在原有的EMD以及傅里叶分解算法基础上加以改进，使得故障频谱分析的结果更加直观明了。该发明可以实现感应电机的在线检测和故障诊断，同时优化了EMD算法及傅里叶分解算法，适用于感应电机的故障检测等工程领域。

技术研发人员：阚超豪,张嘉轩,潘瑞聪,鄢健杰,刘韬,王靖然
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13