专利名称：电动机早期故障小波诊断系统及其诊断电动机故障的方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机故障小波诊断系统，特别是一种电动机早期故障小波诊断系统及其诊断电动机故障的方法。适用于异步电动机的早期故障诊断。属于电动机故障检测及诊断技术领域。
背景技术：
异步电动机因其结构简单、坚固耐用、控制简单、使用方便以及能适用于各种复杂的工作环境而广泛应用于人类社会的生产和生活中，是一种用量最大、覆盖面最广的电机。发电厂的厂用电负荷中约有95％以上是由电动机消耗掉的，纺织工业、大型机械加工工业、综合性中小型工业、化学工业中异步电动机所消耗的用电功率分别为99％、82％、79％、56％以上。长期以来，为了避免因电动机故障停运而给生产造成损失，一般是对电动机进行计划性的停工检修。这种方法对预防意外故障虽然具一定的积极作用，但却具有很大的盲目性，存在如下方面的缺点(1)由于在检修前不能确定电动机是否存在故障，因此，某些电动机已有的故障可能漏检，而本来没有隐患的电动机在拆卸、重装时易造成人为的故障隐患。(2)计划检修要耗费大量的人力、物力、财力和时间各类资源不仅没有得到合理的利用，还减少了企业的正常生产时间，降低了生产效率，实际上也给企业带来重大的经济损失。
电动机的状态检修，是在不影响电动机正常工作状态的情况下，对运行中的电动机“健康状况”进行在线监测，对发现有故障隐患的电动机进行合理的时间安排、进行有针对性的检修。这种状态检修，不仅可以保证企业生产的正常进行，而且可节省大量的用于电动机维护的资金，增加了正常的生产时间，从而提高了企业的生产效率和经就是效益。因此，电动机早期故障的在线检测和分析，对于人们及早发现故障，保证安全生产，合理地安排维修时间，提高生产效率，减少经济损失，具有重要的意义。
现有技术中，电动机早期故障的在线检测主要包括如下几种方法1)基于磁能变化检测的各类方法，该方法要用到各种探测线圈，使得在现场的应用很不方便，而且易受外界干扰影响。
2)基于模型的(如电动机的有限模型)分析方法，虽然能从理论上对各类故障进行模拟及定量分析，但由于电动机的类型、规格及其实际运行环境千差万别，单一的模型很难与实际的运行情况相吻合，难以满足在线检测的需要。
3)基于转矩及转速的测量的故障检测方法，由于要用到电动机的一些具体设计参数，因此不可避免地限制了它们在实际中的应用。
4)基于电动机电流波形的分析(MCSA)方法，具有使用方便，无需安装传感器，在使用中不会干扰电动机的正常运行等特点，成为在线检测中最受欢迎的方法；由于实际运行中的电动机的定子电流信号是一种非平衡信号，因此MCSA方法在转子断条故障、定子绕组故障、轴承故障以及气隙偏心的早期故障检测的准确度仍有待提高。
技术内容本发明需要解决的技术问题是，提供一种电动机早期故障小波诊断系统及其诊断电动机故障的方法。
本发明的技术问题可以通过采取如下措施解决电动机早期故障小波诊断系统，其结构特点是由信号采样装置、故障诊断装置和钳形电流传感器连接而成，钳形电流传感器套住电动机三相电源线、其信号输出端连接信号采样装置的信号输入端，信号采样装置的输出端通过串行或并行通讯接口连接故障诊断装置的串行或并行通讯端口，信号采样装置将采集到的信号进行初步处理后送到故障诊断装置，故障诊断装置对接收到的信号进行故障分析、给出诊断结果，故障分析和诊断结果可以以数字或者波形给出。
如前所述的电动机早期故障小波诊断方法，其特点是1)采用基于电动机起动过程中转子断条故障检测的小波脊线分析法，检测电动机转子是否存在断条故障；原理是利用定子起动电流中(1-2s)f1分量随时间逐渐增大的特点，对异步电动机即使是在空载运行情形下，即使只有一根断条的故障也可以准确地检测出来；2)采用基于频距比较法检测转子的故障，即利用小波分析方法诊断连续运行状态下转子的断条故障；该方法能将断条特征频率分量与其它频率分量区分开来，有效地降低了转子断条故障误判率，大大提高了稳态运行下转子故障检测的准确度；3)采用电动机定子绕组匝间短路故障的小波检测方法，基于异步电动机三相电压之间的相位及三相电流之间的相位分别保持一定的对称度的原理，利用小波分析方法对其对称度进行检测；分析结果表明，这种方法有效地提高匝间短路故障检测的准确性；本发明的技术问题还可通过采取如下措施解决如前所述的电动机早期故障小波诊断系统诊断电动机故障的方法，其特点是信号采样装置采集数据、故障诊断装置分析数据和诊断电动机故障由内置的控制程序驱动完成，该控制程序包括采样程序、通讯程序和分析诊断程序三部分，采样程序内置于信号采样装置中、驱动信号采样装置完成采样任务，通讯程序分别内置于信号采样装置和故障诊断装置中、控制两者之间的信号传输和保存，分析诊断程序内置于故障诊断装置中、完成电动机的各种早期故障分析和诊断。
信号采样装置包括若干个采样电路，所述采样电路分别由锁相环电路、放大电路、分频电路和选择电路连接而成，锁相环电路的输入端连接经整形后的工频信号、输出端连接放大电路的输入端及分频电路的输入端，分频电路的输出端连接选择电路的输入端，选择电路的输出端连接锁相环电路的反馈输入端，放大电路的输出端连接故障检测装置的输入端；分频电路可将锁相环电路的输出信号作21、22、23、---、210分频，分频选择电路选择分频信号输入锁相环电路与输入信号比较。
锁相环电路由锁相芯片U1及其外围的滤波电路连接而成，放大电路由放大芯片U2构成，分频电路由分频器芯片U3、U4串联而成，其中U3的输入端连接U1的输出端，U3的输出端Q1～Q6各连接选择电路的一个输入端、Q7连接U4的输入端，Q4的输出端Q1～Q3各连接选择电路的一个输入端，选择电路由短路块跳线排座J1构成，J1有10个输入接线端、10个输出接线，该10个输出接线端短路连接后连接U1的反馈输入端。
锁相芯片U1的型号为4046，其外围的滤波电路由如下元件连接而成U1的第6、7引脚之间跨接容量为68pf的电容C1，U1的13连接400uH电感L、100k电阻R2后连接第9脚，第9脚通过100uF电容C3滤波接地，U1的第11脚通过电阻R1接地、第5脚直接接地。
本发明具有如下突出效果1、采用基于电动机起动过程中转子断条故障检测的小波脊线分析法，检测电动机转子是否存在断条故障；原理是利用定子起动电流中(1-2s)f1分量随时间逐渐增大的特点，对异步电动机即使是在空载运行情形下，即使只有一根断条的故障也可以准确地检测出来。
2、采用基于频距比较法检测转子的故障，即利用小波分析方法诊断连续运行状态下转子的断条故障；该方法能将断条特征频率分量与其它频率分量区分开来，有效地降低了转子断条故障误判率，大大提高了稳态运行下转子故障检测的准确度。
3、采用电动机定子绕组匝间短路故障的小波检测方法，基于异步电动机三相电压之间的相位及三相电流之间的相位分别保持一定的对称度的原理，利用小波分析方法对其对称度进行检测；分析结果表明，这种方法有效地提高匝间短路故障检测的准确性。；4、所述采样电路采用了锁相环频率跟踪技术，由于锁相环的外围设置了特殊的滤波电路和分频反馈电路，所述外围电路具有优异的滤波性能，因此可以使得锁相环内部在工频段的工作十分稳定，且对输入信号的频率变化具有响应快速的特点，整个电路达到良好的频率跟踪效果。为准确分析电动机故障打下坚实的基础。
图1是本发明实施例1的电路接线图。
图2是本发明实施例1的数据采样及通讯控制界面图。
图3是本发明实施例1的电动机故障分析及诊断界面4是用小波脊线检测启动过程中断条故障的程序框图。
图5是应用小波脊线检测稳态运行下转子断条故障的程序框图。
图6是匝间短路故障检测的程序流程框图。
图7是基于小波包分解和重构的检测轴承振动故障的流程框图。
图8是信号采样装置的主程序流程图。
图9是信号采样装置与故障诊断装置串行通讯服务程序流程图。
图10是本发明实施例1的采样电路结构框。
图11是本发明实施例1的采样电路原理图。
图12是空载下转子无断条时电动机起动电流波形图。
图13是空载下转子无断条时电动机起动小波脊线图。
图14是空载下转子有一根断条时电动机起动电流波形图。
图15是空载下转子有一根断条时电动机起动小波脊线图。
图16是满负荷下转子有一根断条时电动机起动电流波形图。
图17是满负荷下转子有一根断条时电动机起动小波脊线图。
具体实施例方式
图1至图11构成本发明的实施例1。
从图1可知，本实施例由信号采样装置1、故障诊断装置2和钳形电流传感器3连接而成，钳形电流传感器3套住电动机三相电源线、其信号输出端连接信号采样装置1的信号输入端，信号采样装置1的输出端通过串行通讯接口RS232连接故障诊断装置2的串行通讯端口，信号采样装置1将采集到的信号进行初步处理后送到故障诊断装置2，故障诊断装置2对接收到的信号进行故障分析、给出诊断结果，故障分析和诊断结果可以以数字或者波形给出。
本实施例中信号采样装置1采集数据、故障诊断装置2分析数据和诊断电动机故障由内置的控制程序驱动完成，该控制程序包括采样程序、通讯程序和分析诊断程序三部分，采样程序内置于信号采样装置1中、驱动信号采样装置1完成采样任务，通讯程序分别内置于信号采样装置1和故障诊断装置2中、控制两者之间的信号传输和保存，分析诊断程序内置于故障诊断装置2中、完成电动机的各种早期故障分析和诊断。
从图2、图3可知，故障诊断装置2完成如下工作1)故障诊断装置2的显示屏上形成如下异步通讯窗口最上方的大窗口是信息提示窗，该窗口出现文字提示操作员进行相应的操作或提示当前整个系统所处的工作模式/状态；在信息提示窗的右上方有若干个电流放大倍数单选项，“1”表示控制信号采样装置1采样时对电流通道的放大倍数为1，“10”表示控制信号采样装置1采样时对电流通道的放大倍数为10，“20”表示控制信号采样装置1采样时对电流通道的放大倍数为20，---，“70”表示控制信号采样装置1采样时对电流通道的放大倍数为70；信息提示窗的最下方设置至少五个命令按钮，分别为“任意信号测量”、“稳态信号测量”、“终止并且保存”、“终止但不保存”、---、“退出”按钮；信息提示窗右下方的小窗口用来显示在通讯过程中故障诊断装置2已接收到的数据个数；2)用鼠标单击“任意信号测量”按钮，信号采样装置1首先将三相电流通道置于相应的放大倍数档位，然后三相电压和三相电流采样，采样时间或根据需要任意设定，采样完毕即对采样数据进行必要的预处理，然后发送到故障诊断装置2；用鼠标单击“稳态信号测量”按钮，信号采样装置1先以任意信号模式对三相电压和三相电流进行采样，然后检查各相电流幅值是否满足平稳度要求，若满足平稳度要求，即将数据发送给故障诊断装置2，否则在面板上显示刚才采样的信号不稳定并通知故障诊断装置2，然后重新采样；用鼠标单击“终止并且保存”按钮，即终止故障诊断装置2与信号采样装置1之间的通讯，并且将故障诊断装置2已接收到的数据保存起来；用鼠标单击“终止但不保存”按钮，即终止故障诊断装置2与信号采样装置1之间的通讯，但故障诊断装置2已接收到的数据全部丢失；用鼠标单击“退出”按钮，终止通讯程序、退出通讯界面；3)信息提示窗右下方的小窗口显示在通讯过程中故障诊断装置2已接收到的数据个数最大值为8100，故障诊断装置2接收完8100个采样点的数据后，自动终止与信号采样装置1的通讯，信号采样装置1、故障诊断装置2各自回到待命状态，故障诊断装置2所接收到的三相电压和三相电流数据形成Ua.txt、Ub.txt、Uc.txt、Ia.txt、Ib.txt、Ic.txt六个文本格式文件；4)故障诊断装置2形成电动机早期故障小波智能分析诊断界面，该界面至少设有“起动过程转子故障检测”、“稳态过程转子故障检测”、“稳态过程定子故障检测”、“稳态过程气隙偏心检测”、“稳态过程轴承故障检测”等五个功能按钮，除“起动过程转子故障检测”命令按钮要求被分析的信号是采样到的起动定子电流外，其它四个按钮均要求被分析的信号是稳态的定子电流信号；为了防止当前采样数据覆盖掉先前已保存的数据，程序先将已存数据保存到其它位置，当要对以前数据分析时，再从该数据调回即可；
信号采样装置1完成如下工作信号采样装置1的面板设有显示窗口、RS232串行通讯接口和电源开关，显示窗口包括机内各种电源指示、当前工作进程和量程指示；电源主要有+5V、+12V、-5V、-12V四种，分别用四个发光二极管(LED)来指示这些电源的工作状态，LED亮表示这些电源工作正常；1)待命接通电源开关，信号采样装置1处于待命状态，“待命”LED闪烁，只要没有接收到来自RS232串行接口的命令，信号采样装置1就一直处于等命状态；2)采样信号采样装置1接收到故障诊断装置2的采样命令后，即从“待命”状态转入“采样”工作状态，此时“采样”LED亮，“待命”LED停止闪烁，信号采样装置的采样时间可任意设定；3)发送信号采样装置1完成采样任务后，自动将采样数据发送给故障诊断装置2，此时“发送”LED闪烁，表示信号采样装置1正在发送数据；其闪烁的快慢与所发送的数据有关，而且也与故障诊断装置2的工作繁忙程度有关；当信号采样装置1在“稳态信号测量”工作模式下采样到不平稳的电流信号时，“发送”LED闪烁三次，告知操作员本次采样完毕并且本次采样到的电流信号不平稳，将要重新开始采样；4)接收故障诊断装置2接收到信号采样装置1发来的数据后，又将所接收到的数据回传给信号采样装置1，此时“接收”LED闪烁，信号采样装置1核对故障诊断装置2接收的数据是否正确，若正确无误，则进行下一个采样点数据的通讯；由于同时进行“发送”、“接收”，因此信号采样装置1的“发送”LED、“接收”LED同时闪烁；5)自检错接通信号采样装置1的电源开关后，信号采样装置1在进入“待命”状态之前，先对仪器本身各主要部件进行自检测，当发现某个部件出现故障时，“自检错”LED就会亮，以此提醒操作员信号采样装置内部出现故障；6)通讯错在信号采样装置1与故障诊断装置2通讯的过程中，若因受到意外干扰而使通讯数据出错时，“通讯错”LED亮，提醒操作员通讯过程受到干扰或出现了故障。
显示窗口中下面两排用于量程指示，上面的六个LED从左至右分别指示三相电压Ua、UB、Uc的放大倍数，下面的六个LED从左至右分别指示三相电流Ia、Ib、Ic的放大倍数。
以Ia为例，当放大倍数为“1”时，从左至右的两个LED的状态为“亮，亮”；当放大倍数为“10”时，两个LED的状态为“黑，亮”；当放大倍数为“70”时，两个LED的状态为“亮，黑”。
从图10可知，本实施例的数据采样电路由锁相环电路4、放大电路5、分频电路6和选择电路7连接而成。
从图11可知，数据采样电路由芯片U1、U2A、U3、U4、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3、电感L、接线排座J1连接而成。U1是锁相环集成电路芯片、其型号为4046，共有16个引脚。输入信号(AUTO-ELECTR)从它的第14脚输入，U1的第4脚为输出信号；U2A为放大器芯片、其型号为7470；U3、U4是分频器芯片、其型号为4024，它对其输入信号(从第1脚输入)进行2n分频。它的第12脚为Q1端，该引脚输出的信号即是对输入信号的21分频；它的第11脚为Q2端，该引脚输出的信号即是对输入信号的22分频，依次类推。同理可知，U4是对U3的Q7端输出信号再次分频。通过U3、U4电路，可以获得对U1的输出信号(VCOUT)进行2、4、8、16……1024分频。这些分频的信号通过短路块(跳线)J1选择，将其中一个分频信号作为U1的反馈信号(FEEDBACK)，送至U1的第3脚(BIN)。U1在内部对AUTO-ELECTR和BIN两个信号之间的相位差不断进行比较，并调整其输出信号(VCOUT)的频率，直到至AUTO-ELECTR和BIN两个信号之间的相位差达到最少为止，这时AUTO-ELECTR和BIN两个信号的频率相等，也即U1的输出信号VCOUT的频率是AUTO-ELECTR信号频率的1/N倍。针对工频信号的频率变化特点，我们在U1的外围电路设计上采用了精心设计，如图所示。U1的6、7脚之间接上68p的电容，13、9脚之间并接400uH的电感与100k的电阻，另外，9脚再通过一只100uF的电容滤波接地。第11脚通过接一只的电阻接地，第5脚直接接地，其它引脚则不用接任何其他元件。最后，U1的输出信号VCOUT经过U2A驱动电路进行电平提升和驱动，送至计算机或其他控制电路中，作为控制A/D转换的信号，就可以完成对信号的采样任务。
从图12至图17可知，当转子无断条故障时，小波脊线的检测结果为一直线，表明电流信号中只有工频电流成份。而当转子有断条故障时，小波脊线中就会出现一段随时间下倾的曲线部份。即使是在空载上只有一根断条故障时，虽然此时的断条故障特征委微弱，但采用小波脊线仍然能将其准确地检测出来。这时传统FFT方法无法做到的。同样道理，采用小波脊线分析法检测法，能准确检测电动机是否存在定子绕组匝间短路故障。
权利要求
1.电动机早期故障小波诊断系统，其特征是由信号采样装置(1)、故障诊断装置(2)和钳形电流传感器(3)连接而成，钳形电流传感器(3)套住电动机三相电源线、其信号输出端连接信号采样装置(1)的信号输入端，信号采样装置(1)的输出端通过串行或并行通讯接口连接故障诊断装置(2)的串行或并行通讯端口，信号采样装置(1)将采集到的信号进行初步处理后送到故障诊断装置(2)，故障诊断装置(2)对接收到的信号进行故障分析、给出诊断结果，故障分析和诊断结果可以以数字或者波形给出。
2.如权利要求1所述的电动机早期故障小波诊断系统诊断电动机故障的方法，其特征是1)采用基于电动机起动过程中转子断条故障检测的小波脊线分析法，检测电动机转子是否存在断条故障；原理是利用定子起动电流中(1-2s)f1分量随时间逐渐增大的特点，对异步电动机即使是在空载运行情形下，即使只有一根断条的故障也可以准确地检测出来；2)采用基于频距比较法检测转子的故障，即利用小波分析方法诊断连续运行状态下转子的断条故障；该方法能将断条特征频率分量与其它频率分量区分开来，有效地降低了转子断条故障误判率，大大提高了稳态运行下转子故障检测的准确度；3)采用电动机定子绕组匝间短路故障的小波检测方法，基于异步电动机三相电压之间的相位及三相电流之间的相位分别保持一定的对称度的原理，利用小波分析方法对其对称度进行检测；分析结果表明，这种方法有效地提高匝间短路故障检测的准确性；
3.如权利要求2所述的电动机早期故障小波诊断系统诊断电动机故障的方法，其特征是信号采样装置(1)采集数据、故障诊断装置(2)分析数据和诊断电动机故障由内置的控制程序驱动完成，该控制程序包括采样程序、通讯程序和分析诊断程序三部分，采样程序内置于信号采样装置(1)中、驱动信号采样装置(1)完成采样任务，通讯程序分别内置于信号采样装置(1)和故障诊断装置(2)中、控制两者之间的信号传输和保存，分析诊断程序内置于故障诊断装置(2)中、完成电动机的各种早期故障分析和诊断。
4.如权利要求3所述的电动机早期故障小波诊断系统诊断电动机故障的方法，其特征是1)故障诊断装置(2)的显示屏上形成如下异步通讯窗口最上方的大窗口是信息提示窗，该窗口出现文字提示操作员进行相应的操作或提示当前整个系统所处的工作模式/状态；在信息提示窗的右上方有若干个电流放大倍数单选项，“1”表示控制信号采样装置(1)采样时对电流通道的放大倍数为1，“10”表示控制信号采样装置(1)采样时对电流通道的放大倍数为10，“20”表示控制信号采样装置(1)采样时对电流通道的放大倍数为20，---，“70”表示控制信号采样装置(1)采样时对电流通道的放大倍数为70；信息提示窗的最下方设置至少五个命令按钮，分别为“任意信号测量”、“稳态信号测量”、“终止并且保存”、“终止但不保存”、---、“退出”按钮；信息提示窗右下方的小窗口用来显示在通讯过程中故障诊断装置(2)已接收到的数据个数；2)用鼠标单击“任意信号测量”按钮，信号采样装置(1)首先将三相电流通道置于相应的放大倍数档位，然后三相电压和三相电流采样，采样时间或根据需要任意设定，采样完毕即对采样数据进行必要的预处理，然后发送到故障诊断装置(2)；用鼠标单击“稳态信号测量”按钮，信号采样装置(1)先以任意信号模式对三相电压和三相电流进行采样，然后检查各相电流幅值是否满足平稳度要求，若满足平稳度要求，即将数据发送给故障诊断装置(2)，否则在面板上显示刚才采样的信号不稳定并通知故障诊断装置(2)，然后重新采样；用鼠标单击“终止并且保存”按钮，即终止故障诊断装置(2)与信号采样装置(1)之间的通讯，并且将故障诊断装置(2)已接收到的数据保存起来；用鼠标单击“终止但不保存”按钮，即终止故障诊断装置(2)与信号采样装置(1)之间的通讯，但故障诊断装置(2)已接收到的数据全部丢失；用鼠标单击“退出”按钮，终止通讯程序、退出通讯界面；3)信息提示窗右下方的小窗口显示在通讯过程中故障诊断装置2已接收到的数据个数最大值为8100，故障诊断装置(2)接收完8100个采样点的数据后，自动终止与信号采样装置(1)的通讯，信号采样装置(1)、故障诊断装置(2)各自回到待命状态，故障诊断装置(2)所接收到的三相电压和三相电流数据形成六个文本格式文件；4)故障诊断装置(2)形成电动机早期故障小波智能分析诊断界面，该界面至少设有“起动过程转子故障检测”、“稳态过程转子故障检测”、“稳态过程定子故障检测”、“稳态过程气隙偏心检测”、“稳态过程轴承故障检测”等五个功能按钮，除“起动过程转子故障检测”命令按钮要求被分析的信号是采样到的起动定子电流外，其它四个按钮均要求被分析的信号是稳态的定子电流信号；为了防止当前采样数据覆盖掉先前已保存的数据，程序先将已存数据保存到其它位置，当要对以前数据分析时，再从该数据调回即可。
5.如权利要求3所述的电动机早期故障小波诊断系统诊断电动机故障的方法，其特征是信号采样装置(1)的面板设有显示窗口、RS232串行通讯接口和电源开关，显示窗口包括机内各种电源指示、当前工作进程和量程指示；电源主要有+5V、+12V、-5V、-12V四种，分别用四个发光二极管LED来指示这些电源的工作状态，LED亮表示这些电源工作正常；1)待命接通电源开关，信号采样装置(1)处于待命状态，“待命”LED闪烁，只要没有接收到来自RS232串行接口的命令，信号采样装置1就一直处于等命状态；2)采样信号采样装置(1)接收到故障诊断装置(2)的采样命令后，即从“待命”状态转入“采样”工作状态，此时“采样”LED亮，“待命”LED停止闪烁，信号采样装置的采样时间可任意设定；3)发送信号采样装置(1)完成采样任务后，自动将采样数据发送给故障诊断装置(2)，此时“发送”LED闪烁，表示信号采样装置(1)正在发送数据；其闪烁的快慢与所发送的数据有关，而且也与故障诊断装置(2)的工作繁忙程度有关；当信号采样装置(1)在“稳态信号测量”工作模式下采样到不平稳的电流信号时，“发送”LED闪烁三次，告知操作员本次采样完毕并且本次采样到的电流信号不平稳，将要重新开始采样；4)接收故障诊断装置(2)接收到信号采样装置(1)发来的数据后，又将所接收到的数据回传给信号采样装置(1)，此时“接收”LED闪烁，信号采样装置(1)核对故障诊断装置(2)接收的数据是否正确，若正确无误，则进行下一个采样点数据的通讯；由于同时进行“发送”、“接收”，因此信号采样装置(1)的“发送”LED、“接收”LED同时闪烁；5)自检错接通信号采样装置(1)的电源开关后，信号采样装置1在进入“待命”状态之前，先对仪器本身各主要部件进行自检测，当发现某个部件出现故障时，“自检错”LED就会亮，以此提醒操作员信号采样装置内部出现故障；6)通讯错在信号采样装置(1)与故障诊断装置(2)通讯的过程中，若因受到意外干扰而使通讯数据出错时，“通讯错”LED亮，提醒操作员通讯过程受到干扰或出现了故障。
6.如权利要求1所述的电动机早期故障小波诊断系统，其特征是信号采样装置(1)包括若干个采样电路，所述采样电路分别由锁相环电路、放大电路、分频电路和选择电路连接而成，锁相环电路的输入端连接经整形后的工频信号、输出端连接放大电路的输入端及分频电路的输入端，分频电路的输出端连接选择电路的输入端，选择电路的输出端连接锁相环电路的反馈输入端，放大电路的输出端连接故障检测装置的输入端；分频电路可将锁相环电路的输出信号作21、22、23、---、210分频，分频选择电路选择分频信号输入锁相环电路与输入信号比较。
7.如权利要求6所述的电动机早期故障小波诊断系统，其特征是锁相环电路由锁相芯片U1及其外围的滤波电路连接而成，放大电路由放大芯片U2构成，分频电路由分频器芯片U3、U4串联而成，其中U3的输入端连接U1的输出端，U3的输出端Q1～Q6各连接选择电路的一个输入端、Q7连接U4的输入端，Q4的输出端Q1～Q3各连接选择电路的一个输入端，选择电路由短路块跳线排座J1构成，J1有10个输入接线端、10个输出接线，该10个输出接线端短路连接后连接U1的反馈输入端。
8.如权利要求7所述的电动机早期故障小波诊断系统，其特征是锁相芯片U1的型号为4046，其外围的滤波电路由如下元件连接而成U1的第6、7引脚之间跨接容量为68pf的电容C1，U1的13连接400uH电感L、100k电阻R2后连接第9脚，第9脚通过100uF电容C3滤波接地，U1的第11脚通过电阻R1接地、第5脚直接接地。
全文摘要
本发明涉及电动机早期故障小波诊断系统及其诊断电动机故障的方法其特点是由信号采样装置1、故障诊断装置2和钳形电流传感器3连接而成，钳形电流传感器3套住电动机三相电源线、其信号输出端连接信号采样装置1的信号输入端，信号采样装置1的输出端通过串行或并行通讯接口连接故障诊断装置2的串行或并行通讯端口，信号采样装置1将采集到的信号进行初步处理后送到故障诊断装置2，故障诊断装置2对接收到的信号进行故障分析、给出诊断结果。本发明采用基于电动机起动过程中转子断条故障检测、基于频距比较法、电动机定子绕组匝间短路故障的小波脊线分析法，检测电动机转子是否存在断条故障，具有故障检测的准确性高的特点。
文档编号G01R31/34GK1480740SQ0311432
公开日2004年3月10日 申请日期2003年4月28日 优先权日2003年4月28日
发明者任震, 杨楚明, 张征平, 管霖, 黄雯莹, 吴国沛, 黄群古, 胡国胜, 陈忠东, 任 震 申请人:广东省电力工业局试验研究所, 华南理工大学电力学院