1.一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟S1:周期性地采集電機定子電流信號來獲得定子電流信號的幅值序列,根據(jù)幅值序列來構(gòu)造二維矩陣G;
步驟S2:根據(jù)奇異值分解方法對二維矩陣G進行分解得到主空間分量和第二空間分量,將主空間分量濾除,再利用奇異值分解的逆變換對矩陣G進行重構(gòu),得到新的二維矩陣G*,所述第二空間分量為泄露分量;
步驟S3:根據(jù)快速傅里葉變換方法得到二維矩陣G*中泄露分量的頻譜,在頻譜中,若基頻兩側(cè)出現(xiàn)尖峰則電機存在斷條故障,讀取尖峰的幅值和頻率,即為電機故障特征分量的幅值Utz和頻率ftz;
步驟S4:利用波形調(diào)試工具預調(diào)制正弦波,對其周期性采樣,利用采樣得到的正弦波幅值序列構(gòu)造二維矩陣H,利用奇異值分解方法對二維矩陣H進行分解處理,濾波和重構(gòu)得到新的二維矩陣H*,根據(jù)二維矩陣H*繪制泄露分量分布曲線;
步驟S5:根據(jù)泄露分量分布曲線修正電機故障特征分量的幅值Utz,得到特征分量的真實幅值,根據(jù)真實幅值判斷電機轉(zhuǎn)子斷條的嚴重程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,所述步驟S1具體包括:周期性地采集電機定子電流信號,獲得定子電流信號的幅值序列,根據(jù)幅值序列來構(gòu)造二維矩陣G,
其中,為t1時刻定子電流的幅值,dt為定子電流的采樣周期,為t1+dt時刻定子電流的幅值;T是二維矩陣G中第一行信號和第二行信號的采樣時間差,T滿足T=k1Tbase,Tbase為定子電流中基波分量的周期,表示t1+T時刻定子電流信號的幅值,k1為比例參數(shù),k1取整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,所述步驟S2具體包括:
步驟S201:根據(jù)SVD奇異值分解方法對二維矩陣G進行分解,得到奇異值對角矩陣;
步驟S202:令奇異值對角矩陣的第一個對角元素為0,利用奇異值分解的逆變換重構(gòu)二維矩陣G,得到重構(gòu)的二維矩陣G*。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,所述步驟S4具體包括:利用波形調(diào)試工具調(diào)制幅值為X安培的正弦波,對其周期性采樣,利用采樣得到的正弦波幅值序列構(gòu)造二維矩陣H,其中二維矩陣H滿足
其中,為t1時刻正弦信號的幅值,dt為正弦信號的采樣周期,為t1+dt時刻正弦信號的幅值;T0是二維矩陣G中第一行信號和第二行信號的采樣時間差,表示t1+T0時刻正弦信號的幅值;
根據(jù)SVD奇異值分解方法對二維矩陣H進行分解,令奇異值對角矩陣的第一個對角元素為0,再利用奇異值分解的逆變換對二維矩陣H進行重構(gòu),得到二維矩陣H*,從二維矩陣H*中任取一行信號,利用最大值函數(shù)求取信號的峰值,連續(xù)改變T0,使得兩行信號的相位差從0度變到360度,計算不同相位差下二維矩陣H*任意一行信號的峰值,以峰值為縱坐標、以相位差為橫坐標來繪制泄露分量分布曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,所述步驟S5具體包括:根據(jù)T=k2Ttz,Ttz=1/ftz計算k2,其中Ttz是特征分量的周期,ftz是濾波算法檢測出的特征分量的頻率;再根據(jù)公式θtz=mod(k2360°,360°)計算矩陣G兩行信號中特征分量信號的相位差θtz,再根據(jù)θtz到泄露分量分布曲線中查找對應(yīng)相位差下泄露分量的幅值,將該幅值除以X安培,得到泄露分量中故障特征分量占總故障特征分量的比例,即修正系數(shù),將幅值Utz除以該修正系數(shù),得到修正后的幅值Utz’,即為電機故障特征分量的真實幅值,根據(jù)真實幅值判斷電機轉(zhuǎn)子斷條的嚴重程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理方法,其特征在于,所述步驟S3具體包括:在重新構(gòu)造的二維矩陣G*中任取一行信號,根據(jù)FFT快速傅里葉變換方法得到泄露分量的頻譜,在頻譜中獲取基頻分量兩側(cè)的最高峰,根據(jù)最高峰讀取泄露分量中電機故障特征分量的幅值Utz和頻率ftz。
7.一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理系統(tǒng),其特征在于,包括:
二維矩陣構(gòu)造模塊,用于周期性地采集電機定子電流信號來獲得定子電流信號的幅值序列,根據(jù)幅值序列來構(gòu)造二維矩陣G;
二維矩陣濾波及重構(gòu)模塊,用于根據(jù)奇異值分解方法對二維矩陣G進行分解得到主空間分量和第二空間分量,將主空間分量濾除后,利用奇異值分解的逆變換對矩陣G進行重構(gòu),得到新的二維矩陣G*,所述第二空間分量為泄露分量;
故障判斷模塊,用于根據(jù)快速傅里葉變換方法得到二維矩陣G*中泄露分量的頻譜,在頻譜中,若基頻兩側(cè)出現(xiàn)尖峰則電機存在斷條故障,讀取尖峰的幅值和頻率,即為電機故障特征分量的幅值Utz和頻率ftz;
泄露分量曲線繪制模塊,用于利用波形調(diào)試工具預調(diào)制正弦波,對其周期性采樣,利用采樣得到的正弦波幅值序列構(gòu)造二維矩陣H,利用奇異值分解方法對二維矩陣H進行分解處理,濾波和重構(gòu)得到新的二維矩陣H*,根據(jù)二維矩陣H*繪制泄露分量分布曲線;
故障特征分量幅值修正模塊,用于根據(jù)泄露分量分布曲線修正電機故障特征分量的幅值Utz,得到電機故障特征分量的真實幅值,根據(jù)真實幅值判斷電機轉(zhuǎn)子斷條的嚴重程度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理系統(tǒng),其特征在于,所述二維矩陣構(gòu)造模塊中,周期性地采集電機定子電流信號,獲得定子電流信號的幅值序列,根據(jù)幅值序列來構(gòu)造二維矩陣G,
其中,為t1時刻定子電流的幅值,dt為定子電流的采樣周期,為t1+dt時刻定子電流的幅值;T是二維矩陣G中第一行信號和第二行信號的采樣時間差,T滿足T=k1Tbase,Tbase為定子電流中基波分量的周期,表示t1+T時刻定子電流信號的幅值,k1為比例參數(shù),k1取整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理系統(tǒng),其特征在于,所述泄露分量曲線繪制模塊中,利用波形調(diào)試工具調(diào)制幅值為X安培的正弦波,對其周期性采樣,利用采樣得到的正弦波幅值序列構(gòu)造二維矩陣H,其中二維矩陣H滿足
其中,為t1時刻正弦信號的幅值,dt為正弦信號的采樣周期,為t1+dt時刻正弦信號的幅值;T0是二維矩陣G中第一行信號和第二行信號的采樣時間差,表示t1+T0時刻正弦信號的幅值;
根據(jù)SVD奇異值分解方法對二維矩陣H進行分解,令奇異值對角矩陣的第一個對角元素為0,再利用奇異值分解的逆變換對二維矩陣H進行重構(gòu),得到二維矩陣H*,從二維矩陣H*中任取一行信號,利用最大值函數(shù)求取信號的峰值,連續(xù)改變T0,使得兩行信號的相位差從0度變到360度,計算不同相位差下二維矩陣H*任意一行信號的峰值,以峰值為縱坐標、以相位差為橫坐標來繪制泄露分量分布曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種電機轉(zhuǎn)子斷條故障處理系統(tǒng),其特征在于,所述故障特征分量幅值修正模塊中,根據(jù)T=k2Ttz,Ttz=1/ftz計算k2,其中Ttz是特征分量的周期,ftz是濾波算法檢測出的特征分量的頻率;再根據(jù)公式θtz=mod(k2360°,360°)計算矩陣G兩行信號中特征分量信號的相位差θtz,再根據(jù)θtz到泄露分量分布曲線中查找對應(yīng)相位差下泄露分量的幅值,將該幅值除以X安培,得到泄露分量中故障特征分量占總故障特征分量的比例,即修正系數(shù),將幅值Utz除以該修正系數(shù),得到修正后的幅值Utz’,即為電機故障特征分量的真實幅值,根據(jù)真實幅值判斷電機轉(zhuǎn)子斷條的嚴重程度。