光纖傳感器的感應(yīng)電動機(jī)在不平衡和諧波檢測中的使用

1、光纖傳感器的感應(yīng)電動機(jī)在不平衡和諧波檢測中的使用杰西M.克瑞斯、喬維爾 布拉沃、弗朗西斯科 J.棱、成員、IEEE，伊格納西奧 馬蒂亞斯，高級會員， IEEE摘要在這項工作， 提出特定的不平衡電壓和逆變器諧波對使用光纖傳感器感應(yīng)電動機(jī) 性能的負(fù)面影響的檢測新方法。 供應(yīng)不平衡電壓型三相異步電動機(jī)引起振蕩的電磁轉(zhuǎn)矩， 產(chǎn) 生振動、 增加的損失、 效率降低和額外的溫度上升，導(dǎo)致減少對絕緣壽命的機(jī)器。設(shè)計了 新的線在纖維具加速度計來檢測這些振動中直流500 Hz 范圍。 所用的線在纖維具方案提供了高魯棒性和穩(wěn)定性， 給予足夠的敏感性監(jiān)測頻率低和低振幅振蕩在定子的機(jī)器存在的電壓 不平衡的情況。 為了證

2、明測而無需訪問到這臺機(jī)器的電氣部分和準(zhǔn)確的監(jiān)測可以獲得使用了 高分辨率的分析，提出。這項索賠， 1.5-kW 鼠籠式異步電動機(jī)不同不平衡水平下分析了。 它是顯示一個精確的不平衡因素可以檢 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途索引術(shù)語 發(fā)動機(jī)故障檢測、 法布里 - 入射干涉儀、 壽命加速度計、 異步電動 機(jī)和電壓不平衡。I. 介紹根據(jù)美國能源部 （ DoE）， 70%的電力采用工業(yè)電機(jī)， 并在一個典型的行業(yè)中 80%的負(fù)荷 包含的三相交流異步電動機(jī) 1 。感應(yīng)電動機(jī)由于其通用性、 可靠性和經(jīng)濟(jì)比以往更正在 使用。 在大多數(shù)情況下， 條件監(jiān)測計劃將重點(diǎn)放在三個感應(yīng)電機(jī)組件之一： 定子、 轉(zhuǎn)子或 軸承。其

3、實(shí)振動監(jiān)測接受為許多類型的機(jī)器的電性故障診斷因為這種做法并不需要修改機(jī)器 或獲得補(bǔ)給線 2 4 。大型系統(tǒng)往往配備機(jī)械傳感器， 主要基于電渦流探頭的振動傳 感器的影響。那些不過是靈敏和昂貴。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途雖然使用振動監(jiān)測是目前廣泛， 很少其注意給電機(jī)供電的電壓不平衡。 電壓不平衡與不 平衡的分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的案例或單相負(fù)載的使用有關(guān)。 一些具有代表性的例子是不對稱的變壓 器繞組或輸電線路阻抗， 不平衡三相負(fù)荷， 打擊熔斷器在三相系統(tǒng)中， 或切換顯著的單相負(fù) 載，只是舉幾例。 由于感應(yīng)電動機(jī)兩個工業(yè)區(qū)和住宅區(qū)中的廣泛應(yīng)用， 對異步電動機(jī)的破壞 性影響將導(dǎo)致重要的經(jīng)濟(jì)影響。 資料個人

4、收集整理，勿做商業(yè)用途在電壓不平衡下線電流偏差的振幅可以比電壓的變化， 創(chuàng)造脈動轉(zhuǎn)矩大許多倍。 從電氣 的角度來看， 振動是由于不同的磁場力機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間。 電動機(jī)械的機(jī)械振動故障的來 源是機(jī)器老化速度越快。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途機(jī)器的壽命降低的另一個原因是感應(yīng)電動機(jī)效率減少以來甚至小的不平衡系統(tǒng)中的電 壓不平衡實(shí)驗下嚴(yán)重增加轉(zhuǎn)子損耗的額外的溫度上升。當(dāng)在低速運(yùn)行時的熱耗散能力較低， 并減免可以變得尤為嚴(yán)重。 國際電氣代碼 （IEC） 標(biāo)準(zhǔn) 5 1%限制允許電壓不平衡量對異步 電動機(jī)，并責(zé)成有關(guān)減免如果電壓不平衡是更大的（5%）。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途為降低額定功率機(jī)原

5、因存在于電能的轉(zhuǎn)變， 從一代到最終用戶的所有階段。 它是眾所周 知的電力電子系統(tǒng)可靠性是極為重要的工業(yè)、 商業(yè)、 航空航天和軍事應(yīng)用。在脈寬調(diào)制 （PWM） 驅(qū)動器中存在的主要問題之一是全球地面觀測系統(tǒng)、絕緣柵雙極型晶體管 或金屬 -氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 在逆變橋的非理想特性的電流畸變。輸出電流畸變的主要來源， 因而在電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩脈動， 并必須以防止短路的逆變橋存在的死區(qū)時間插入。 微處理器的使 用給出了較高的質(zhì)量控制，但雖然PWM波形正變得越來越復(fù)雜，這些波形很少在每個階段上具有相同的形狀，因此，三相輸出電壓可以不平衡。此外，眾所周知從安全的角度來看， 預(yù)防性的維護(hù)， 如制冷泵、 , 臨

6、界反應(yīng)堆組件有一個有意義的重要性。 這些大型的機(jī)器，這 是本文的目標(biāo)， 一個共同的特征是高的電流和電壓水平， 創(chuàng)造高的衍生品和電磁干擾的存在。 當(dāng)開關(guān)機(jī)控制的高功率水平，換向裝置可以測量信號中造成不可接受的干擾。正因為如此，電磁干擾 （EMI）免疫功能的光纖傳感器是應(yīng)用的有利的候選人，以滿足遙感在這些領(lǐng)域。高的電氣隔離允許使用的光纖探針在電氣儀表使用危險或不起作用的如根據(jù)高度爆炸性環(huán) 境，例如在石化行業(yè)的地方。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖1。電機(jī)械系統(tǒng)的示意圖16 / 15光纖布拉格光柵（光纖9。由干涉技術(shù)，提供低大小和魯棒性。內(nèi)外部配置11 由有幾個光纖振動測量6的基礎(chǔ)的技術(shù)。廣泛地講他

7、們可分為 布拉格光柵）7、8，強(qiáng)度調(diào)制和法布里-入射干涉（光學(xué)儀器） 靈敏度最高，其中最具吸引力可能是原子光學(xué)儀器，由于其易于實(shí)現(xiàn)、 在配置10使用半反射面上一段烤瓷鉛纖維的纖維的面孔營造干涉腔。提供機(jī)械穩(wěn)定性對光纖劈裂的端面的測微對準(zhǔn)管組成。這項計劃的主要缺點(diǎn)是來自難以充分保護(hù)腔內(nèi)，以獲得魯棒性和長期可用的傳感器。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途制造更好的設(shè)備，在本研究中使用備用配置是在行纖維具（壽命）提出12 13。融合一段空芯光纖兩個標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖，打造干涉腔之間，建立這種傳感器。在非連續(xù)的應(yīng)力是空心部分匹配與單模光纖的外直徑，明顯較低。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在這項工作中使用的傳感

8、器基于地震的大規(guī)模效應(yīng)與兩個不同的操作范圍。下面的共振頻率，它可以作為一個加速度計，和為更高頻率的輸出是工作作為測振儀的位移成正比。資 料個人收集整理，勿做商業(yè)用途論文結(jié)構(gòu)將開始與一些定義下電壓不平衡系統(tǒng)。然后將顯示換能器結(jié)構(gòu)， 其性能的主要屬性。在那之后，將實(shí)驗結(jié)果和擬議的系統(tǒng)檢測中的三相感應(yīng)電機(jī)的電氣不平衡的能力將受 到考驗。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途II. 學(xué)術(shù)背景圖1中列出的是正在研究的系統(tǒng)。經(jīng)營的原則包含的電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，由轉(zhuǎn)子和定子之間的角度創(chuàng)建流量角度任何電氣機(jī)器，目前都在定子和轉(zhuǎn)子的機(jī)器的存在。在定子上的扭矩足以引起的負(fù)載，作為所需的電源控制器的速度變化。可以在負(fù)載聯(lián)軸器中

9、使用測量扭矩傳感器檢測這扭矩的一部分。反應(yīng)轉(zhuǎn)矩是由機(jī)械的裝配到配套基地，誘導(dǎo)可以使用適當(dāng)?shù)臏y振儀檢測到的不良振動傳播的。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途下面，暴露出對稱分量的方法。它是在這里用來計算電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下不同的電壓不平衡度。A. 對稱構(gòu)成經(jīng)典的故障分析的不對稱的電力系統(tǒng)利用了基于對稱分量法14獲得系統(tǒng)組件的零，正、負(fù)序模型（""b,卩）。序列線給中立的電壓（%," ）， 序電壓計算15資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1111a12 a302 aa J(臉當(dāng)a=線間電壓高低都不平衡，永遠(yuǎn)不會存在零序分量，負(fù)序電壓正電壓不平衡的主要原因。進(jìn)一步的積極和消極的序列圖2

10、，所示的電氣網(wǎng)絡(luò)，可以減少16的電氣模型。負(fù)序等效電路具有輸入阻抗類似于鎖定轉(zhuǎn)子，即使是少量的負(fù)序電壓會導(dǎo)致大的電流和定子損失增加。電磁轉(zhuǎn)矩是由下面的表達(dá)式17 給出的：資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2RJs2+ Rr/s) +(Xs + Xr)Z(2) 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途3在這S冋步電機(jī)頻率，司是轉(zhuǎn)子電頻率和 S -(S_r)/國是錯誤。B. 電壓不平衡定義電壓不平衡對異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能的影響的理解是有關(guān)異步電機(jī)運(yùn)行和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的理論根源。正弦電壓型三相系統(tǒng)電壓不平衡因子(VUF 是由IEC定義作為之間正負(fù)VJ -I ： = | ? 1，："VUF。因此，VUF的確可以

11、視序分量18 商數(shù)資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途通常正序電壓是非常接近額定電壓和負(fù)序電壓是非常接近為每個單位中負(fù)序分量。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途而且，相位電壓不平衡率 (PVUR)被定義在IEEE標(biāo)準(zhǔn)141PVUR(%)廠“爲(wèi)，1匕-卩爲(wèi): x 100V avg這里=（）相應(yīng)：不平衡和諧波檢測中感應(yīng)電動機(jī)使用光纖傳感器圖2感應(yīng)電動機(jī)模型的序列C. 諧波影響遙感計劃通過逆變器產(chǎn)生的諧波可以在某些情況下的振動與振蕩在交流電動機(jī)的主要來源。 基本的諧波分量正序，二階諧波負(fù)序，三次諧波零序，重復(fù)這個模式的高次諧波。負(fù)序 諧波產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動，導(dǎo)致過剩的繞組的功率損耗，因為它作對的基本組成部分。這是

12、 一例由電壓不平衡的諧波分量。那些正序有向前旋轉(zhuǎn)，并也增加趨膚效應(yīng)和渦流造成的 損失。最后，三次諧波的倍數(shù)的三次諧波的零序諧波和他們有沒有對轉(zhuǎn)矩脈動的影響。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途逆變器，在實(shí)踐中，所產(chǎn)生的諧波是奇怪和不的三倍。在19分析了諧波對電機(jī)的影響，并為例，最低的諧波頻率下，在第五和第七次在三相方波逆變器，它們產(chǎn)生在 第六次的諧波頻率脈動轉(zhuǎn)矩。此外，由于高次諧波產(chǎn)生扭矩組件在更高的頻率，他們具 有較低的影響上的速度脈動系統(tǒng)慣性的綜合效應(yīng)。逆變器輸出的諧波含量取決于控件的類型。六步驅(qū)動器，基本上有一個方波輸出，轉(zhuǎn)矩脈動是一個問題，因為在低頻定子旋 轉(zhuǎn)磁場的階梯的性質(zhì)引起轉(zhuǎn)矩脈動的

13、應(yīng)用。然而，現(xiàn)代的正弦PWM勺轉(zhuǎn)矩脈動問題是大大減少，因為輸出波形接近正弦，即使在非常低的速度。20中我們可以看到如何 PWM 調(diào)制將推入高頻率范圍在開關(guān)頻率和其旁帶（5 10KHZ）附近的諧波。PWM驅(qū)動產(chǎn)生小加熱和扭矩正是由于較高的頻率。電機(jī)的漏感上升比例到頻率，因此，更高的頻率電壓 諧波導(dǎo)致在很小電流和很小的轉(zhuǎn)矩和加熱效果。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途就我們所知，第二個命令轉(zhuǎn)矩紋波諧波不參與逆變器的開關(guān)性質(zhì)造成的電磁性質(zhì)振 蕩除非當(dāng)輸出有電壓不平衡，例如一個死時間問題引起。然而，如果與諧波的對稱系統(tǒng) 變得不平衡，第二次的諧波負(fù)序電流流獨(dú)立于現(xiàn)有的諧波。由此產(chǎn)生的不平衡（負(fù)序）電流誘導(dǎo)雙

14、系統(tǒng)頻率電流在轉(zhuǎn)子，很快導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過熱。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途根據(jù)電壓不平衡，熱、力學(xué)、磁性應(yīng)力出現(xiàn)，并且造成了多數(shù)轉(zhuǎn)子故障，最后是轉(zhuǎn) 子斷的條故障。在21報道了異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條的仿真研究。頻譜的轉(zhuǎn)矩脈動，和 由于振動譜，給出了，組件，是速度滑移線頻率。由于滑低在正常操作中，振動諧波是 在低頻率范圍內(nèi)，約 4Hz。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途III. 傳感器的制造與特征地震的大規(guī)模效應(yīng)是傳感器的原理所研制，該系統(tǒng)傳感器的由光纖和集中的質(zhì)量。光纖工程彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)和其變形的春天注冊的法布里-入射具鏡子的反射光干涉法。具計劃如圖3所示。傳感器的制造的第一步包括劈標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和50/125

15、空芯光纖。劈裂角是極為重要的為了維護(hù)的到達(dá)探測器的光量，每個光纖的劈裂被測試發(fā)射光束的激光光源和反射光的功率測量。然后切割的端面的單模式光纖（SMF 融合到空芯。下一步包括切丁的空心纖維附加到SMF中，在這一點(diǎn)上設(shè)置腔的長度。最后一步是向另一個單模光纖由空心光纖端 面的融合。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途0 】2Sum單模光纖空芯光纖單模光纖圖3示意圖這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是兩個鏡像被保護(hù)免受外部因素和這兩個表面之間的并行可配備高精 度。不過，由于所需的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的振動測量的靈敏度高，一直有需要在毫米范圍內(nèi)傳感器與腔空。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是兩個鏡像不受這兩個表面之間的外部因素

16、砂并行可配備高精度。不 過，由于所需的旋轉(zhuǎn)機(jī)器振動測量的靈敏度高，一直有需要在毫米范圍內(nèi)傳感器與腔。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是兩個鏡像被保護(hù)免受外部因素和這兩個表面之間的并行可配備高精 度。不過，由于所需的旋轉(zhuǎn)機(jī)器振動測量的靈敏度高，一直有需要在毫米范圍內(nèi)傳感器與腔。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途測量系統(tǒng)的原理圖設(shè)置從1mW激光在1310年毫微米光穿過一個輸入 2 X 1 SMF定向耦合器的圖4所示。輸出臂附加到壽命傳感器和另一個輸入端連接到檢測傳感器包含的 振動信息，具有增益 10mV/ yW的反射光的光電探測器。光電探測器被連接到一臺示波器 與FFT模塊，以顯示應(yīng)用的振

17、動信號的頻率域表示.壽命500腔長度與光纖末端相連的40g的鉛集中大量被使用。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖4不平衡量監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖當(dāng)加速到哪里一點(diǎn)的纖維保稅的框架對此印象深刻時，由慣性力引起的應(yīng)變出現(xiàn)在纖維的所有節(jié)。特別是在空芯光纖應(yīng)變導(dǎo)致的變形，改變之間的空腔兩端的長度。此外，變形生 成變化中反映由于光干涉的光功率。這基本上是傳感器的操作。壽命傳感器具有良好的線性度，在測量范圍內(nèi)，視為它在圖5中。輸出可以被認(rèn)為近似線性的范圍20% 80%與典型的偏差小于2%最低檢出加速度取決于傳感器范圍和空調(diào)系統(tǒng)的信號放大器。限制因素是該決議的光電探測器信號調(diào)理。光功率計具有固有的隨機(jī)噪聲，為8.8。

18、最小可探測振幅加速度以為當(dāng)噪聲作為傳感器的輸出相同的振幅。在這種情況的傳感器被下使用電動力學(xué)振動臺正弦波振蕩。然而，使用適當(dāng)?shù)暮Y選器，可以降低噪音從而提高信號信噪比（SNR 的恢復(fù)信號。發(fā)現(xiàn)的最小可檢測到的加速度幅值是0.5，對應(yīng)于300毫微米位移幅值，衡量在200赫茲。滯后是微不足道的。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途生命傳感器電源幅值響應(yīng) （nW）加速度幅值的振動波（m/ ）圖5。振幅響應(yīng)在f型光纖加速度計的靈敏度為'=200 Hz它必須予以考慮的纖維是一種彈性的材料，可以建模為一個春天，隨著復(fù)蘇常數(shù)，鑒于由空心截面和玻璃楊氏模量的區(qū)域。此外，阻尼的存在有助于減少共振的影響和穩(wěn)定質(zhì)量

19、-彈簧系統(tǒng)。因此，將模態(tài)分析應(yīng)用于擬議的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦運(yùn)動，振幅的正弦波變形的纖維，給出了由22資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途該變量是正弦波振動波的頻率 ，m是公斤的慣性質(zhì)量，c是在公斤的阻尼，卜T是安裝絕對位移幅值。這個位移幅值給出了由"。二人/®，這里是加速度。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途根據(jù)該數(shù)學(xué)模型模擬了傳感器的頻率響應(yīng)和結(jié)果可以看到在圖6中，在那里可以欣賞共振峰約85 Hz。傳感器的輸出為頻率低于共振頻率，甚至對直流值加速度成正比。共振頻 率取決于幾個因素，但其調(diào)整的主要變量是集中的質(zhì)量和框架，它保稅區(qū)之間的纖維的總長度。作為加速度傳感器和傳感器測振儀，共振峰

20、確立了工作范圍。當(dāng)工作作為測振儀（用于頻率共振高出三倍），質(zhì)量與底座（感覺到的傳感器）之間的相對位移基本上是基地的位移相同。在這種情況下，這種傳感器的輸出是這臺機(jī)器的絕對位移成正比的。為了擴(kuò)大該系統(tǒng)的測量范圍，容易信號處理的頻譜可用于獲取同一數(shù)量級（加速度、 速度或位移） 在測量的范圍內(nèi)，每當(dāng) （用于頻率最高的） 最壞的信噪比是足夠為感興趣的應(yīng)用程序。 資料 個人收集整理，勿做商業(yè)用途壽命向相對位移增益10e>s©。二mp) u«0 山ILd-3C-40-501W10口1000Frequency (Hz)頻率（Hz）圖6壽命傳感器的頻率響應(yīng)的理論分析IV. 實(shí)驗結(jié)果及

21、討論基于22所述，在理論研究和理論分析和實(shí)驗結(jié)果，可以假設(shè)的電流諧波和振動水平的線性關(guān)系。但是很重要的地注意到振動趨于平穩(wěn)時期由于定子機(jī)座和氣隙磁導(dǎo)之間的復(fù)雜 關(guān)系各次諧波的幅值可以以不同的方式表現(xiàn)。這種關(guān)系是高度依賴機(jī)械系統(tǒng)，它為每個振動頻率大不相同。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途采用魯棒性和均衡試驗臺，在我們的實(shí)驗室中實(shí)施，圖7中所示。交流感應(yīng)電機(jī)的名義和電氣模型參數(shù)見表。Tms32 0c30用數(shù)字信號處理器控制卡和IGBT逆變器，電磁的起源,可以存在于一個真正的機(jī)器，任何失敗可以重新創(chuàng)建測試臺上因為它瞬時電磁磁鏈進(jìn)行控制，因此，瞬時扭矩應(yīng)用。文獻(xiàn)23，可以發(fā)現(xiàn)有關(guān)實(shí)驗測試的更多詳細(xì)信息

22、。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途A. 用方波系統(tǒng)測試為了驗證檢測振動產(chǎn)生的電氣系統(tǒng)故障的能力，已采用了雙機(jī)介紹電磁干擾力矩。3.5nm電磁轉(zhuǎn)矩方波介紹了運(yùn)用基于DSP的字段的定向的矢量控制算法23。盡管高試驗臺的魯棒性，圖8顯示了如何壽命傳感器檢測到10赫茲的基本原理和其主要的諧波。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖7與1.5千瓦三相感應(yīng)電機(jī)，電機(jī)的試驗臺不出所料，奇次諧波檢測由于平方米擾動波形與負(fù)載電機(jī)的應(yīng)用。最重要的是三次諧波因為電磁場創(chuàng)建此組件的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子流的產(chǎn)生以及它反對的基波分量旋轉(zhuǎn)方向的扭矩。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表1實(shí)驗測試-鉆機(jī)參數(shù)IIJAL TLSL -RxG PaK

23、A3IHJ£J5ModelrdmntltrViitiieParamcicrV alucIncma0,012 Kgnr他5.9 QNo. of iwiles417 QRated Power1300 WU 4JS HRaicJ < LiiTe：ii3r4 A*山11Rjivd VolUige上2(3心斛VH 462 H壽命傳感器輸出的 FFT( mV頻率 （Hz）圖8壽命傳感器輸出（FFT）應(yīng)用的3.5毫微米-方波擾動力矩B. 三相電壓不平衡試驗對于此測試，感應(yīng)電動機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)的三相正弦波形。有不同程度的電壓不平衡量對階段介紹了減少波形的振幅。機(jī)器狀態(tài)記錄測量軸速度，給出了稱量傳感器

24、和電震級（電壓和電流） 的扭矩。功率因素也進(jìn)行了監(jiān)測。最初，電壓型三相平衡的系統(tǒng)（200, 45赫茲）被應(yīng)用。然后PVUR增加高達(dá)10%，0.5%步驟中為此減少的幅度。 在圖9中，電氣震級的性 能可以通過機(jī)器，涉及總（有功、無功）功率的有功功率的功率因素表示贊賞。電機(jī)被留下來沒有外部負(fù)載轉(zhuǎn)矩自由旋轉(zhuǎn)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)矩仍然等于摩擦力產(chǎn)生的力矩。作為功率因數(shù)措施實(shí)際功耗，它隨不平衡程度，因為軸慣性速度變化所造成的額外損失。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途aUfibDiBincfl PVUR力量系數(shù)PVUF不對稱率圖9根據(jù)電壓不平衡（0%-10% 的感應(yīng)電機(jī)的電氣性能。時沒有不平衡的情況下運(yùn)行，

25、基本上應(yīng)該贊賞僅由于摩擦振動或其他機(jī)械的原因。在測試下電機(jī)，一個非常低的振蕩檢測平衡局勢。針對這一情況的原因是由于事實(shí)并非完全匹配的三相電路繞組，但調(diào)整后的相位電壓，這種振動容易取消了固有的不平衡出現(xiàn)在任何真實(shí)的機(jī)器。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途理論研究表明正序分量給出了恒轉(zhuǎn)矩前進(jìn)的方向，而負(fù)序分量產(chǎn)生二次諧波24。在圖10中下5%的電壓不平衡，我們明白如何振動測量有周期性的波形 （90 Hz）雙打的基 本波形，頻率因為它預(yù)期。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途第一階段電壓（100 V/div ） 和壽命輸出（1mV/div）圖io。電源電壓的波形(200 V , 45赫茲) 應(yīng)用和篩選下不平

26、衡運(yùn)行命振動波形資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途(BrpjAb匸百蘭占山；n 一 * 亠 8n-f >(5%，得到的壽C. 瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)操作在圖11中，在電源電壓變化顯示壽命測振儀的瞬態(tài)響應(yīng)。在此圖中，只是該階段所示,因為其他組件振幅仍為 200 V 恒定的均方根值。低頻振蕩是由突然運(yùn)行點(diǎn)的變化引起的。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途第一階段電壓(200 V/div )和壽命輸出(0.5mV/div )ILFEiIil 刪時間(s)圖11對電壓不平衡 PVUR (0%-5% 的瞬態(tài)響應(yīng)在圖12中，檢測到使用4096每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)字編碼器軸的速度。用FFT模塊使用示波器, 90 Hz諧波的壽命輸出

27、也記錄不同穩(wěn)態(tài)不平衡程度。在此圖中，可以看到的是速度脈動 和外部振動與不平衡量的增加。在圖13中，這個諧波分量代表在電壓不平衡，并可以看出,表現(xiàn)出單調(diào)的性能，隨著應(yīng)用的失真。這意味著獲得的測量可用于在機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測檢測電氣 性質(zhì)的缺點(diǎn)，特別是那些引起的電壓不平衡。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途90 Hz壽命傳感器諧波分量幅值1350PnN碎 UntMkancv level 0 呂性15%IS*TiriiQ <1OCm<di.')時間（100ms/div ）圖12壽命和速度波形輸出幅度為處于穩(wěn)定狀態(tài)的五個不平衡度90 Hz壽命傳感器諧波分量幅值D5 Q 7&9 IQPV

28、URlotsEaosUJIJL-I-中£ 100>卡|1|&111印UIOUUELI NT圖13穩(wěn)態(tài)振幅的壽命傳感器的不平衡量范圍為0% 10%D. 引起逆變器的諧波在圖14中，壽命傳感器的響應(yīng)表示當(dāng)逆變電源注入諧波對電機(jī)?？刂茟?yīng)用于定子電壓的數(shù)字信號處理器被重新編程，以創(chuàng)建正弦波形疊加基波電壓。根本是10赫茲和50 （反向旋轉(zhuǎn)）第五次和第七（向前旋轉(zhuǎn)）諧波生來為了模擬傳感器測量的主要成分出現(xiàn)在變 頻電機(jī)的性能。按照第二 C節(jié)中所示，可以在第六次的諧波測量產(chǎn)生的機(jī)械振動。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途壽命輸出諧波-6 （mV諧波分量幅值（基本%）tAE)u-EoEffl

29、u 上 ulkJ圖14穩(wěn)態(tài)振幅的壽命傳感器測量中的第六次的諧波頻率時第五和第七的諧波注入電壓波形。在圖15中，逆變電源過調(diào)幅和也注入第五和第七的諧波。為此，該控制器被要求與電壓高于線性范圍（調(diào)制指數(shù)高于統(tǒng)一）的最大值。逆變器的正弦波輸出在這種情況下往往 工作作為六步19。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途壽命輸出諧波-6 （ mVQ o o G>亙 圧 uouuflLI£弩 ulLLdModulation Indas調(diào)整指數(shù)圖15穩(wěn)態(tài)振幅的壽命傳感器測量中的第六次的諧波頻率時，逆變器是在對調(diào)制范圍V總結(jié)在本文中，一個新的綜合和廣義過程被提出預(yù)測三相電動機(jī)在非平衡條件下的穩(wěn)態(tài)性能。這

30、是壽命型光纖傳感器已作為測振儀用于不平衡檢測的第一次。眾所周知，電壓不平衡導(dǎo)致消費(fèi)者的額外的負(fù)荷， 使有關(guān)的公用事業(yè)和額外費(fèi)用。 與提出的高靈敏度計劃， 專為操作在低頻率范圍內(nèi)，在電壓不平衡檢測中的應(yīng)用是可行的。該傳感器的干涉機(jī)制允許測量納米尺度氣候振蕩，與知名的附加屬性的抗電磁干擾和高介質(zhì)隔離的光纖傳感器。這些特性可以使壽命測振儀尤其是適當(dāng)以防止故障發(fā)生在位于核電站的大功率機(jī)器。相同的傳感器也可以用于檢測逆變器諧波和其他像斷的條或繞組短路的臨界機(jī)組缺陷，每當(dāng)他們在傳感器頻率范圍。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途致謝作者想感謝納瓦拉提供的力學(xué)和物理學(xué)（電聲）大學(xué)的公共的部門材料以及喬漢斯?jié)h姆的巨

31、大幫助。參考文獻(xiàn)1 0.索圖，J.奧利維拉，和L.內(nèi)托，“感應(yīng)電機(jī)的熱行為和壽命不理想的供應(yīng)條件下”諧波和電能質(zhì)量，奧蘭多，佛羅里達(dá)州，2000年。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2 C. Lee，“不平衡電壓對運(yùn)行性能的影響一三相感應(yīng)電機(jī)，” IEEE。能量轉(zhuǎn)化。202 - 208頁，1999年2月14日。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途3 hindurza 、D.G. 多雷爾和”偏心轉(zhuǎn)子的開關(guān)式磁阻電機(jī)振動分析”的晶面。.IEEE電 力電子、機(jī)器和驅(qū)動器 2004年4月，第2 卷，第481-486 頁。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途4 J.Undacheck和五.R.多德，”進(jìn)步及機(jī)械監(jiān)測與診

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