[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及电机故障判断领域，尤其涉及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。

背景技术

随着现代科学技术的进步和电力系统规模日趋庞大，电机在现代工业生产中充当着越来越重要的角色。电机故障不仅会损坏电机本身，影响整个系统的正常运转,严重的情况下甚至危及人身安全，造成巨大的经济损失和重大的社会影响，因此对电机故障的诊断具有重要意义和工程实用价值。研究高压异步电机的监测和故障诊断技术，对预防高压异步电机故障的发生,及时发现并消除故障，保证感电机可靠运行，提高生产效率都具有十分重要的意义。

电机在运行过程中难免会发生故障，转子断条故障是其常见的故障之一。这主要由于电磁力、热应力和机械应力等作用，使转子导条断裂。转子故障会造成电机振动、转速波动、功率下降，同时伴随着噪声、转子过热等现象，严重时电机无法工作。因此，对电机转子断条故障情况进行及时检测是很有必要的。

目前异步电机的转子断条故障判断方法以检测电机的电流为主，电机电流信号分析方法存在其自身的缺陷：该方法受负载等级、运行频率影响。同时，负载波动等可能使该方法造成误判。当电机闭环控制的时候，电机电流中的故障特征分量受控制器影响，因此当电机处于闭环控制时，电机电流信号分析方法的诊断效果不再可靠。再是高压异步电机一般都在6kV或者10kV，此检测存在安全隐患，并且准确率低，效果不明显，在实践过程中，曾多次出现误判和漏判，严重影响现场正常生产。

中国发明专利申请，申请号：201510148103.7，公开日：2015年6月10日，公开了一种基于振动信号检测笼型感应电动机转子断条故障的方法及实现该方法的装置，涉及笼型感应电机及其检测技术领域。解决了现有对笼型感应电动机转子断条故障的检测方法中易出现误判以及不能随时检测的问题。该发明检测笼型感应电动机断条故障采用非侵入式的方法，即不需要拆卸和重新装配电机，就可以对电机断条故障进行检测。当电机在稳定运行时，不用停止工作，就可以通过振动信号对转子断条故障进行检测，而不受其他外界因素的影响，该检测方法操作简单，并且便于对断条故障进行定期的检修、维护，能够及时发现问题并采取相应措施，从而能够保证电机的正常运行。其不足之处在于：测试点的选取直接影响着能否及时有效的在第一时间内识别出断条是否存在故障，而电机外壳表面区域较大，具体如何选择测试点，该专利并没有公开。

中国发明专利，申请号：201510107397.9，公开日：2015年7月15日，公开了一种综合考虑电机电流和电压的转子故障诊断方法，该发明综合考虑电机的电流和电压信息，并据此计算出一个评估转子故障严重程度的故障指标，该指标可以实现电机转子断条故障的诊断和量化；该方法综合考虑了电压和电流信号，排除了电机的控制策略和控制参数对诊断结果的影响，因为他们的影响最终会反应到电机的电压，而电压已经考虑在本发明之内；负载和转矩变化对故障诊断指标的影响较小；同时，该方法并不会增加系统的硬件开支，其故障诊断程序可嵌入到逆变器的控制器当中，并能够实现在线转子故障诊断，具有较大的实际意义。其不足之处在于，该发明仍然依赖于定子电流信号判断转子断条故障，一旦定子电流受到负载波动影响，通过定子电压和电流耦合的控制策略判断，仍然存在误判的可能性。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的异步电机的转子断条故障中的电机电流信号分析法存在误判的问题，本发明提供了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。它采用定子电流、定子电压和振动信号依次判断的方式，来检测转子断条故障，降低了误判率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

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，其步骤为：

A、构建一种异步电机转子断条故障检测系统；

B、将Ia、Ib、Ic电流夹钳分别一一对应的接于A、B、C相电缆，注意电流钳的连接方向，要使得电流钳上箭头的方向指向电动机方向；

C、将Va、Vb、Vc电压夹分别一一对应的夹在A、B、C相接线柱上；

D、检测电流的相序，如显示顺序为Ia、Ib、Ic且相位角为120度，则连接正确。

E、检测电压的相序，如显示的顺序为Vab、Vbc、Vca且相位角为120度，则连接正确；

F、检测相位滞后角，使得三相滞后角相匹配，说明电流夹钳与电压夹匹配正确；

G、将加速度压电传感器通过磁座固定在异步电机的外壳位置上；