[发明专利]一种基于电流和相位识别的电机故障诊断系统及方法

权利要求书

1.一种基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于：应用于基于电流和相位识别的电机故障诊断系统，基于电流和相位识别的电机故障诊断系统包括隔离电压互感器VT、电压信号调理电路、隔离电流互感器CT、取样电阻R、电流信号调理电路和主控芯片；

所述隔离电压互感器VT与电机的U相线和V相线相连；

所述电压信号调理电路分别与隔离电压互感器VT、主控芯片的AD1采样端口相连；

所述隔离电流互感器CT串联在U相线上；

所述取样电阻R与隔离电流互感器CT并联连接；

所述电流信号调理电路与隔离电流互感器CT、主控芯片的AD2采样端口相连；

所述主控芯片通过与电压信号调理电路和电流信号调理电路连接的AD1采样端口和AD2采样端口分别获取电压信号和电流信号序，并对和进行信号处理，得到对应基波电压信号和基波电流信号，以及与之间的相位；

电机故障诊断方法，包括以下步骤：

S1：进入电机故障诊断程序；

S2：判断电机是否处于运行状态；如果是，则进入步骤S3；否则，退出程序；

S3：启动定时器T1和AD采样模块；

S4：以采样周期为间隔开始对交流电机线电压和相电流进行采样；当前采样次数为m，令m=1；

S5：采用FFT算法计算与的基波信号、、与之间的相位，与之间的相位记为；

S6：建立由N个元素构成的数组、和，其中，N为预先设定的大于1的正整数，m为当前采样次数，、和；其中：；为过渡过程窗口时间值；

S7：判断是否成立；如果是，进入步骤S8；否则，退出程序；

S8：计算的平均值 和标准差，判断是否成立；如果是，则进入步骤S9；否则，退出程序；其中：为设定比较阈值；

S9：计算的有效值I，进入步骤S10；

S10：判断T1的值是否小于；如果是，进入步骤S11；否则，进入步骤S12；

S11：确定电机处于启动堵转状态，得到电机的堵转电流，将、和清零，停止定时器T1和AD采样模块，停机并报警；退出程序；

S12：判断是否已获取堵转电流；如果是，进入步骤S13；否则，进入步骤S15；

S13：判断是否满足；如果是，进入步骤S14；否则，退出程序；

S14：确定电机出现堵转，将、和清零，停止定时器T1和AD采样模块，停机并报警；退出程序；

S15：更新上一次保存的定时器T1值，即：；保存当前的定时器T1值；更新上一次保存的基波电流有效值，即：；保存当前的基波电流有效值；进入步骤S16；

S16：判断两次稳定电流有效值是否满足：；如果是，进入步骤S17；否则，退出程序；

S17：判断两次稳定电流之间的时间间隔是否满足：；如果是，进入步骤S18；否则，退出程序；

S18：确定电机出现堵转，得到电机的堵转电流，将、和清零，停止定时器T1和AD采样模块，停机并报警；退出程序。

2.根据权利要求1所述的基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于：所述的隔离电压互感器VT包括电阻R1、匝比为1:1的电流互感器和电阻R2；电流互感器的电流输入端上连接电阻R1，电流互感器的电流输出端上并联电阻R2。

3.根据权利要求1所述的基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于：所述电压信号调理电路包括并联在隔离电压互感器VT上的电容C1, 电容C1连接有电阻R3，电阻R3连接有运放A1，运放A1经电阻与AD1采样端口连接，电阻R3与运放A1之间连接有电阻R4，电阻与AD1采样端口之间连接有电容。

4.根据权利要求1所述的基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于：所述隔离电流互感器CT包括霍尔电流互感器。

5.根据权利要求1所述的基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于：所述电流信号调理电路包括与隔离电流互感器CT并联的电容C2，电容C2连接有电阻R5，电阻R5连接有运放A2，运放A2经电阻与AD2采样端口连接，电阻与AD2采样端口之间连接有电容。

6.根据权利要求1所述的基于电流和相位识别的电机故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S4中的线电压是UV线电压，相电流是U相电流。