基于OMAP-L138的三相交流異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子故障檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，約70%的動力來源是電動機(jī)，而交流異步電動機(jī)又是電動機(jī)的主流類型；電動機(jī)常見故障有匝間短路、軸承故障和轉(zhuǎn)子斷條：本文以三相異步交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子斷條故障為研究對象，致力于嵌入式三相異步交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障檢測系統(tǒng)的研究。本文主要工作：研究、提出運算速度快、估計精度高的轉(zhuǎn)子斷條故障檢測方法；開發(fā)設(shè)計出一套嵌入式轉(zhuǎn)子故障檢測系統(tǒng)。
　　在轉(zhuǎn)子故障檢測方法方面，從經(jīng)典的FFT算法的分辨率與采樣時間的矛盾出發(fā)，引入空間譜估

2、計技術(shù)估計故障特征分量的頻率，并與優(yōu)化算法結(jié)合進(jìn)一步估計特征分量的幅值。首先將精簡四階累積量多重信號分類法和混合遺傳算法(Hybrid Genetic Algorithm, HGA)結(jié)合，提出一種新型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條檢測方法。利用于基于四階累積量的MUSIC可有效抑制噪聲，擴(kuò)展信號陣元，改善頻譜估計性能，以高頻率分辨率提取定子電流信號中的轉(zhuǎn)子斷條故障特征分量及主頻分量的頻率；利用混合遺傳優(yōu)化算法估計各頻率分量的幅值和初相位。為提高算法的

3、快速性，根據(jù)四階累積量矩陣構(gòu)成規(guī)律，提出一種改進(jìn)方法去除矩陣數(shù)據(jù)冗余，極大減小了計算量；針對遺傳算法易早熟和后期收斂較慢的缺點，引入單純形法。其次，利用旋轉(zhuǎn)不變信號參數(shù)估計技術(shù)(Estimation Of signal parameters via rotational invariance technique，ESPRIT)的高頻率分辨力特性，精確提取定子電流信號中轉(zhuǎn)子斷條故障特征分量及其它分量的頻率，但因無法對其幅值和初相位進(jìn)行有效

4、估計。為解決此問題，嘗試應(yīng)用擴(kuò)展Prony算法確定各頻率分量的幅值和初相位。仿真及實驗結(jié)果表明，提出的兩個檢測新方法應(yīng)用在異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障檢測是有效的，且因算法簡單、運行耗時短亦可用于在線檢測。
　　在轉(zhuǎn)子斷條檢測系統(tǒng)方面，提出了以O(shè)MAP-L138為核心處理器的籠型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障嵌入式檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案。從硬件和軟件兩個方面詳細(xì)闡述了人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)采集模塊和雙核通信機(jī)制的開發(fā)過程：運用 Qt軟件編寫人機(jī)交互界面