[发明专利]一种三相电机电流信号瞬时频率和瞬时包络提取方法

摘要

一种三相电机电流信号瞬时频率和瞬时包络提取方法，利用同步采集的三相电流信号，通过电流变换，构造电流信号对应的解析信号；通过对解析信号模与幅角的计算，得到瞬时包络与瞬时相位；通过数值微分算法，计算瞬时频率，并对于瞬时频率中的奇点，使用相位解卷绕算法处理；通过离线滤波处理，去除瞬时频率的高频分量，得到较精确的瞬时频率；本发明实现了三相电流信号的解调和瞬时转速的提取，相比于传统方法计算速度更快，有助于机电设备的实时监测，对于电机及传动部件的故障诊断、机械部件的运行状态获取具有重要意义。

主权项

1.一种三相电机电流信号瞬时频率和瞬时包络提取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过三个电流传感器，在电机变频器输出端同步采集驱动电机的三相定子电流信号，采样频率f_s大于特征频率f_c的10倍以上；记采集得到的三相电流信号为i_U(n),i_V(n),i_W(n)，其中n＝1,2,3，…，电流信号相序为U,V,W；2)根据三相电流信号，实时计算解析信号的实部i_α与虚部i_β,对于第k点的电流数据，计算公式为：3)根据解析信号实部与虚部，计算瞬时相位与瞬时幅值；对于第k点的电流数据，瞬时相位等于解析信号在该点对应复数的幅角，瞬时幅值等于解析信号在该点对应的模；对于第k点的电流数据计算公式为：4)对瞬时相位，使用数值求导公式，计算瞬时频率，对于前两点f(0)和f(1)，不能实时计算，根据前三点相位数据求出：对于后面的点，使用数值求导公式求出；第k点的计算公式为：其中h为时间间隔，是采样频率的倒数；5)根据f(k‑3)，f(k‑2)线性外推估算f(k‑1)，f(k)，线性外推计算公式为：f(k‑1)＝2f(k‑2)‑f(k‑3)f(k)＝3f(k‑2)‑2f(k‑3)然后再比较估计值与计算值f(k‑1)，f(k)之间的差Δ_k‑1，Δ_k，如果差值达到π，那么认为出现了相位卷绕，对相位卷绕位置的瞬时频率需要进行校正，校正公式为：Δf(k)＝2f_s·Δ_k‑1。