互感式三相电机电流噪声故障检测法和实施该方法的装置制造方法及图纸

互感式三相电机电流噪声故障检测方法和实现该方法的装置，其中该检测方法包括如下步骤：（1）通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息；（2）建立电流输出信息的Y型电路数学模型；（3）获取电机电流噪声信号；（4）判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障。此外，该发明专利技术包括实现上述方法的装置。互感式三相电机电流噪声故障检测方法和实现该方法的装置的基本原理是通过在三相电机的三相接线端的每根导线上分别安装一个相同参数规格的电流互感器，将互感器组成为Y型电路就可以获取工况状态下的电机电流噪声信号，根据获取的电机电流噪声信号可以实现电机的在线运行故障的诊断。其特点是利用Y型电路数学模型滤除了50Hz工频信号，电机电流噪声信号的取样电路简单，抗干扰能力强，电路装置的实现简便经济，并且性能稳定可靠，适合在工程环境下对电机的在线故障检测和诊断。

【技术实现步骤摘要】
互感式三相电机电流噪声故障检测法和实施该方法的装置
本专利技术涉及一种电机电流噪声故障检测方法及其装置，尤其是涉及一种互感式三相电机电流噪声故障检测方法和该方法的装置。
技术介绍
电机被广泛的应用在工业生产的各个领域，及时准确地监测电机工况，诊断其运行特征是保证生产安全的重要措施。目前，对电机工况检测主要在电机的电流和电压，电机的机械振动和机械噪声，电机的温度这几方面，与其相关电机工况检测和故障诊断的研究成果非常多，此外，新的理论及现代故障诊断方法不断出现：小波变换、专家系统、模糊系统、神经网络、信息融合等都得到了成功应用。但无论是什么检测诊断方法，真实信号的获取技术是成功实现故障诊断的前提，因此提出一种新的信号检测技术是电机故障诊断检测技术所迫切需求的。在工程实践中，获取电机运行真实信号的方法还是传统的电机检测诊断方法，以及由传统方法构成的检测诊断设备，其主要原因是上面提到的电机故障诊断方法有些是过于复杂，不适合工程环境下的在线工况环境下的应用。因此，工程实践中希望能找到一种简单便捷，且有效的在线检测方法是非常必要的，并要求提出的检测方法所获得的检测信号与被测电机的电机故障信息有直接的关联性，获得的检测信息是有效正确的，信号能正确地表征故障电机的电磁和机械运行特征。在最接近的现有技术中，如《电机电流噪声在线测试及其故障检测》（长沙铁道学院学报，1998年6月第16卷第2期，作者：刘建成等）一文中（参见附图9），作者采用了建立电机系统的多元时序模型，以模型的残差序列作为故障的总体检验指标，分析残差序列本身的性质，把多元问题化为一元问题，从而能正确检验运行中电机故障。然而，该故障检测方法过于复杂，对不同类型的电机，其建模的结构、参数差异大，只能按类进行电机的故障检测。
技术实现思路
本专利技术目的是弥补现有技术中的不足，通过在三相电机的三相接线端的每根导线上分别安装一个电流互感器，利用电流互感器获取电机的运行电流变化信号，根据获取的电机电流信号可以实现电机的在线运行故障的诊断。因此，本专利技术的第一个方面涉及一种互感式三相电机电流噪声故障检测方法。该检测方法包括如下步骤：（1）、通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息；（2）、建立电流输出信息的Y型电路数学模型；（3）、获取电机电流噪声信号；（4）、判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障。优选的是，所述三相电机信号采样电路包括三相感应电流信号采集电路。在上述任一方案中优选的是，所述三相电机信号采样电路还包括电机电流噪声信号采集电路。在上述任一方案中优选的是，所述三相感应信号采集电路、所述电机电流噪声信号采集电路输出端连接A/D数据采集接口。在上述任一方案中优选的是，所述A/D数据采集接口与电机诊断系统连接。在上述任一方案中优选的是，所述电机电流噪声信号采集电路中包括互感器，所述互感器通过Y型接法与三相电机三相接线端连接。在上述任一方案中优选的是，所述电机电流噪声信号采集电路是通过互感器和取样电阻组成的。在上述任一方案中优选的是，所述互感器数量为3个。在上述任一方案中优选的是，3个所述互感器规格参数相同。在上述任一方案中优选的是，3个所述互感器中绕组是按照统一绕线方向分别安装在三相电机的三相接线端。在上述任一方案中优选的是，所述电路数学模型为：；其中：为三相互感回路中分别产生的电机感应电流噪声信号；为三相互感回路中电机的三相感应电流，且在Y型电路连接中电路零点位置的电流；为电机电流噪声信号。在上述任一方案中优选的是，所述为三相交流电机。通过上述方法实现的三相电机电流噪声检测，解决了50Hz陷波电路给检测带来的信息丢失问题，同时也简化了电流噪声的检测电路。提高了检测方法抗干扰能力，非常有利于工程环境下的应用，同时也保证了检测信号的稳定性。本专利技术的另一方面涉及一种实现上述互感式三相电机电流噪声故障检测方法的装置，该检测装置包括如下模块：（1）、通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息的模块；（2）、建立电流输出信息的Y型电路数学模型的模块；（3）、获取电机电流噪声信号的模块；（4）、判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障的模块。优选的是，所述三相电机信号采样电路包括三相感应电流信号采集电路。在上述任一方案中优选的是，所述三相电机采样电路还包括电机电流噪声信号采集电路。在上述任一方案中优选的是，所述三相感应信号采集电路、所述电机电流噪声信号采集电路输出端连接A/D数据采集接口。在上述任一方案中优选的是，所述A/D数据采集接口与电机诊断系统连接。在上述任一方案中优选的是，所述电机电流噪声信号采集电路中包括互感器，所述互感器通过Y型接法与三相电机三相接线端连接。在上述任一方案中优选的是，所述电机电流噪声信号采集电路是通过互感器和取样电阻组成的。在上述任一方案中优选的是，所述互感器数量为3个。在上述任一方案中优选的是，3个所述互感器规格参数相同。在上述任一方案中优选的是，3个所述互感器中绕组是按照统一绕线方向分别安装在三相电机的三相接线端。在上述任一方案中优选的是，所述电路数学模型为：；其中：为三相互感回路中分别产生的电机感应电流噪声信号；为三相互感回路中电机的三相感应电流，且在Y型电路连接中电路零点位置的电流；为电机电流噪声信号。在上述任一方案中优选的是，所述为三相交流电机。通过上述装置实现的三相电机电流噪声检测，验证了采用上述测试方法的正确合理性。附图说明图1为按照本专利技术的互感式三相电机电流噪声信号检测方法所用的电路模型的一优选实施例图。图2为图1所示电路模型中互感检测信号回路电路模型。图3为按照本专利技术的互感式三相电机电流噪声信号检测方法所用的电机电流噪声信号故障检测模型。图4为采用图3所示电机电流噪声信号故障检测模型检测的电机正常状态下三相感应电流信号。图5为采用图3所示电机电流噪声信号故障检测模型检测出的电机正常状态下电流噪声信号。图6为采用图3所示电机电流噪声信号故障检测模型检测出的电机轴承磨损故障状态下的电流噪声信号。图7为采用图3所示电机电流噪声信号故障检测模型检测出的电机三相电源不平衡故障状态下的电流噪声信号。图8为采用图3所示电机电流噪声信号故障检测模型检测出的三种不同状态下的电机电流噪声信号FFT频谱图。图9为电机电流噪声信号故障检测的现有技术。具体实施方式互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其包括如下步骤：（1）、通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息；（2）、建立电流输出信息的Y型电路数学模型；（3）、获取电机电流噪声信号；（4）、判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障。所述三相电机信号采样电路包括三相感应电流信号采集电路；所述三相电机采样电路还包括电机电流噪声信号采集电路；所述三相感应信号采集电路、所述电机电流噪声信号采集电路输出端连接A/D数据采集接口；所述A/D数据采集接口与电机诊断系统连接；所述电机电流噪声信号采集电路中包括互感器，所述互感器通过Y型接法与三相电机三相接线端连接；所述电机电流噪声信号采集电路是通过互感器和取样电阻组成的；所述互感器数量为3个；3个所述互感器规格参数相同；3个所述互感器中绕组是按照统一绕线方向分别安装在三相电机三相接线端；所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
互感式三相电机电流噪声故障检测方法，该检测方法包括如下步骤：（1）、通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息；（2）、建立电流输出信息的Y型电路数学模型；（3）、获取电机电流噪声信号；（4）、判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障。

【技术特征摘要】
1.互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：以互感式三相电机为一个旋转电磁设备，根据电磁理论把电机的组成划分为电路和磁路两大部分，在所述互感式三相电机的运行工作过程中，由旋转磁力产生磁扭矩力，由此形成了转子的旋转力矩，从而产生旋转机械功率；在互感式三相电机的电磁交换运行中，互感式三相电机的三相交流回路中包含了电机有关的磁力变化信号，反应到三相回路中产生了对应的电流噪声信号；这种电流噪声信号包括电机转子槽、定子槽、偏心、不对称、磁饱和、机械轴承引起的转子不平衡产生的电磁力波变化信号；此外，电机绕组过热，绝缘老化，电磁铁芯变形及电机转子偏心信息也都将反应到电机电流噪声信息中；上述电流噪声信息也产生在电网电压、负载性质、安装环境、产品质量、恶劣的环境和超技术范围的运行的电机运行环境中；该方法检测到三相电机的这种电流噪声信号作为诊断三相电机故障和评价电机的运行特征的基本信息；通过在三相电机的三相接线端的每根导线上分别安装一个电流互感器，利用电流互感器获取电机的运行电流变化信号，根据获取的电机电流信号可以实现电机的在线运行故障的诊断；该检测方法包括如下步骤：(1)、通过三相电机的三相接线端的互感电路获得三相电机的电流信息；(2)、建立电流输出信息的Y型电路数学模型；所述电路数学模型是利用三个相同规格参数的互感器，按统一绕线方向安装在三相电机接线端；利用互感线圈组成Y型电路可以获得三相电机的电流噪声信息和电机运行的电流信息；在检测电路中，互感信号va，vb，vc分别是通过电机三相电源互感回路产生的三个电磁感应电压，在该互感回路中所产生的各项电信号即为噪声源；所述电路数学模型为：(iA+eA)+(iB+eB)+(iC+eC)＝(iA+iB+iC)+(eA+eB+eC)＝ez其中：ea，eb，ec为三相互感回路中分别产生的电机感应电流噪声信号；iA，iB，iC为三相互感回路中电机的三相感应电流，且在Y型电路连接中电路零点位置的电流iA+iB+iC＝0；ez＝eA+eB+eC；为电机电流噪声信号；(3)、获取电机电流噪声信号；(4)、判断电机电流噪声信号确定所述三相电机是否发生故障。2.根据权利要求1所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：还包括采集三相电机电流噪声信号的采集电路；在三相电流的互感回路中产生三相感应电流为iA,iB,iC，三相电机运行的电流噪声信号也叠加在这50Hz的工频电流信号上，并在互感回路中产生相同信息特征的感应电流噪声ea,eb,ec。3.根据权利要求2所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述采集三相电机电流噪声信号的采集电路的输出端连接A/D数据采集接口。4.根据权利要求3所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述A/D数据采集接口与电机诊断系统连接。5.根据权利要求3所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述采集三相电机电流噪声信号的采集电路中包括互感器，所述互感器通过Y型接法与三相电机三相接线端连接。6.根据权利要求3所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述采集三相电机电流噪声信号的采集电路包括互感器和取样电阻。7.根据权利要求6所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述互感器数量为3个。8.根据权利要求7所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：3个所述互感器规格参数相同。9.根据权利要求7所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：3个所述互感器中绕组是按照统一绕线方向分别安装在三相电机的三相接线端。10.根据权利要求1所述的互感式三相电机电流噪声故障检测方法，其特征为：所述三相电机为三相交流电机。11.一种互感式三相电机电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙建雄，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：