專利名稱：異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在線檢測異步電動機初發(fā)、早期故障的裝置，屬檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
作為機械動力，異步電動機廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)與國防領(lǐng)域，其安全運行至關(guān)重要。異步電動機故障在線檢測(特別是初發(fā)故障在線檢測)是保障異步電動機安全運行的關(guān)鍵措施之一。異步電動機故障主要包括定子繞組匝間短路、轉(zhuǎn)子斷條與軸承故障，發(fā)生概率分別約為15％、10％、40％。上述故障均是漸進發(fā)展的，在其初發(fā)階段能夠及時檢測出來無疑是防止惡性事故進一步發(fā)展的關(guān)鍵步驟。但目前還沒有專門用于檢測各種異步電動機初發(fā)故障的裝置，需要對電動機進行檢測時，一般需要臨時制定方案、準(zhǔn)備所用儀器或器件、布置線路，然后進行檢測，操作非常煩瑣。如果設(shè)計一種檢測裝置，能在電動機故障初發(fā)階段即能方便、可靠地實現(xiàn)在線檢測，對于合理安排組織維修、避免事故停機，無疑具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、能夠高靈敏度、高可靠性地在線檢測異步電動機初發(fā)、早期故障的異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀。
本實用新型所稱問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀，由電流互感器、電壓互感器、信號采集卡1以及計算機2組成，所述電流互感器設(shè)置三個，分別是第一電流互感器CT1、第二電流互感器CT2和第三電流互感器CT3，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡1的模擬信號輸入通道5(5、17端)、6(6、17端)、7(7、17端)，所述電壓互感器設(shè)置三個，分別是第一電壓互感器PT1、第二電壓互感器PT2和第三電壓互感器PT3，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡1的模擬信號輸入通道1(1、17端)、2(2、17端)、3(3、17端)，所述信號采集卡1的輸出接口(為4針端子排JP)接計算機2的USB接口。
本實用新型利用電流互感器在線采集電動機定子電流瞬時信號，利用電壓互感器在線采集電動機定子電壓瞬時信號，信號采集卡將定子電流、電壓信號收集后傳送到計算機，計算機對信號進行分析計算，判斷電機是否存在故障，最后輸出判斷結(jié)果。本實用新型不僅能夠高靈敏度、高可靠性地在線檢測異步電動機各種初發(fā)、早期故障，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作十分方便，因而可有效保障異步電動機的安全運行。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的電原理圖。
圖中各標(biāo)號為1、信號采集卡；2、計算機；3、鼠標(biāo)；4、電壓測試夾；5、電流測試鉗；CT1、CT2、CT3、電流互感器；PT1、PT2、PT3、電壓互感器。
具體實施方式
圖1中，計算機2采用便攜計算機，型號可選DELL M1210，信號采集卡1采用瑞博華RBH8321型采集卡，信號采集卡1外接3只海豚電壓測試夾和3只電流測試鉗，它們是信號采集卡1的信號輸入端。電壓測試夾分為黃、綠、紅三色，分別對應(yīng)A、B、C三相，電流測試鉗也分為黃、綠、紅三色，分別對應(yīng)A、B、C三相。
對電機進行檢測時，對于高壓電機，采用3只電壓測試夾在電壓互感器(PT1、PT2、PT3)二次側(cè)測取三相定子電壓瞬時信號，采用3只電流測試鉗在電流互感器(CT1、CT2、CT3)二次側(cè)測取三相定子電流瞬時信號。對于低壓電機，采用3只電壓測試夾直接在電機接線端子處測取三相定子電壓瞬時信號，采用3只電流測試鉗直接在電機接線端子處測取三相定子電流瞬時信號。對于Y接電機，可以只采用2只電流測試鉗測取兩相定子電流瞬時信號，第三相定子電流瞬時信號根據(jù)“三相定子電流瞬時值之和恒為0”計算確定。
三相定子電壓、三相(或兩相，Y接)定子電流瞬時信號經(jīng)幅度調(diào)理后呈送至信號采集卡1，信號采集卡1通過USB接口連接于便攜式計算機2。便攜式計算機2控制信號采集卡1以適當(dāng)頻率采樣定子電壓、定子電流瞬時信號，并存儲于硬盤。
檢測電動機是否存在定子繞組匝間短路故障時，計算機2根據(jù)采集的三相定子電壓、三相(或兩相，Y接)定子電流瞬時信號，計算定子負(fù)序電壓、定子負(fù)序電流、定子正序電壓、定子正序電流。如果尚未建立正常電機樣本參考文件，則根據(jù)常規(guī)設(shè)置定子負(fù)序電流檢測閾值，判斷是否存在定子繞組匝間短路故障。如果已經(jīng)建立正常電機樣本參考文件，則根據(jù)定子正序電壓、定子正序電流采用曲線擬合技術(shù)估計正常電機在該運行狀態(tài)下所體現(xiàn)的定子負(fù)序視在阻抗濾波值，并計算定子負(fù)序電流故障分量，繼而自整定定子負(fù)序電流故障分量檢測閾值，最后判斷是否存在定子繞組匝間短路故障。
檢測電動機是否存在轉(zhuǎn)子斷條故障或軸承故障時，計算機2對采集的一相定子電流信號做連續(xù)細(xì)化傅里葉變換，確定其基波分量的頻率、幅值和初相角，據(jù)此形成參考信號，然后根據(jù)基波分量的頻率和參考信號對定子電流信號做自適應(yīng)濾波，抵消其基波分量，繼而對信號做連續(xù)細(xì)化傅里葉變換，分析定子電流齒槽諧波分量以估計電機轉(zhuǎn)差率，最后根據(jù)基波分量的頻率、電機轉(zhuǎn)差率，在信號的連續(xù)細(xì)化頻譜圖中查詢故障特征信息，判斷是否存在故障。本實用新型還可以對正常電機的不同運行狀態(tài)建立樣本參考文件，以進一步提高故障檢測靈敏度與可靠性。
采用本實用新型測取電機定子電壓、定子電流信號并運行故障檢測程序，本實用新型自動提示、引導(dǎo)使用者簡單、方便地建立電機樣本參考文件。一旦建立電機樣本參考文件，異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀可以更加靈敏、可靠地進行故障檢測。
本實用新型采用定子負(fù)序視在阻抗濾波值及定子視在阻抗角作為定子繞組匝間短路故障特征，結(jié)合樣本學(xué)習(xí)與檢測閾值自整定技術(shù)，能夠高靈敏度、高可靠性地在線檢測異步電動機初發(fā)性的定子繞組匝間短路故障。本實用新型將連續(xù)細(xì)化傅里葉變換、自適應(yīng)濾波、轉(zhuǎn)子齒槽諧波轉(zhuǎn)差率估計、檢測閾值自整定技術(shù)有機結(jié)合，可以高靈敏度、高可靠性地在線檢測異步電動機初發(fā)性的轉(zhuǎn)子斷條故障和軸承故障。
權(quán)利要求1.一種異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀，其特征是，它由電流互感器、電壓互感器、信號采集卡(1)以及計算機(2)組成，所述電流互感器設(shè)置三個，分別是第一電流互感器(CT1)、第二電流互感器(CT2)和第三電流互感器(CT3)，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡(1)的模擬信號輸入通道5端和17端、6端和17端、7端和17端，所述電壓互感器設(shè)置三個，分別是第一電壓互感器(PT1)、第二電壓互感器(PT2)和第三電壓互感器(PT3)，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡(1)的模擬信號輸入通道1端和17端、2端和17端、3端和17端，所述信號采集卡(1)的輸出接口接計算機(2)的USB接口。
專利摘要一種異步電動機初發(fā)故障在線檢測儀，屬檢測技術(shù)領(lǐng)域，用于解決異步電動機初發(fā)故障檢測的問題。其技術(shù)方案是它由電流互感器、電壓互感器、信號采集卡以及計算機組成，所述電流互感器設(shè)置三個，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡的模擬信號輸入通道5、6、7端，所述電壓互感器設(shè)置三個，它們分別接于異步電動機定子繞組的三個相線上，它們的輸出端分別接信號采集卡的的模擬信號輸入通道1、2、3端，所述信號采集卡的輸出接口接計算機的USB接口。本實用新型不僅能夠高靈敏度、高可靠性地在線檢測異步電動機各種初發(fā)、早期故障，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作十分方便。
文檔編號G01R31/34GK201021934SQ20072010087
公開日2008年2月13日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者許伯強, 孫麗玲 申請人:華北電力大學(xué)