摘 要：DSP具有高速時(shí)鐘頻率和快速的運(yùn)算速度，為故障在線監(jiān)測提供了硬件支持。本文通過定子視在阻抗的分析，發(fā)揮DSP的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)了對三相異步電動(dòng)機(jī)故障的在線監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：視在阻抗;在線監(jiān)測;DSP;定子電流

Research on Fault On-line monitoring of Three-phase Induction Motor Based on DSP
ZHANG Dong-xia

Abstract: DSP has the high speed clock rate and the fast operating speed, was the breakdown online monitor has provided the hardware support. This article through the stator apparent impedance‘s analysis, displays DSP the data-handling capacity, has realized to the three-phase asynchronous motor‘s breakdown online monitor.

Key words: Apparent impedance ; Online monitor ; DSP ; Stator current

0 引言

　　三相異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高、使用壽命長、維修方便 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。但電動(dòng)機(jī)在長期的運(yùn)行中不可避免會(huì)發(fā)生故障，需要盡早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)解決，否則必將造成損失。為了能在其形成的初期盡早發(fā)現(xiàn)故障，需要有可靠的監(jiān)測與診斷方法。監(jiān)測的途徑很多，如定子電流信號監(jiān)測、振動(dòng)信號監(jiān)測、軸電壓監(jiān)測、軸向漏磁監(jiān)測等。定子電流監(jiān)測方法因可以做成非侵入式而得到最為廣泛的應(yīng)用。本文通過監(jiān)測定子電流及電壓，得出其視在阻抗，分析視在阻抗的頻譜，利用DSP完成故障的在線監(jiān)。

1 電動(dòng)機(jī)在發(fā)生故障時(shí)定子電流頻率變化



2 視在阻抗及故障在其中的表現(xiàn)

　　3.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)以DSP為核心, 通過高速采樣模塊, 對三相交流電流及電壓采樣、A/D 轉(zhuǎn)換,DSP進(jìn)行計(jì)算、處理、頻譜分析，單片機(jī)用于處理顯示、鍵盤輸入及其它擴(kuò)展。其框圖如圖1 所示。

圖1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

　　（1）TMS320LF2407A的特點(diǎn)

　　TMS320LF2407A芯片作為DSP控制器24x系列的新成員，是目前TMSC2000家族中集成度高，性能最強(qiáng)的芯片，它與現(xiàn)存的2 4 x DSP控制器芯片代碼兼容，但是資源更加豐富、功能更強(qiáng)，片內(nèi)有32KB的Flash程序存儲(chǔ)器，高達(dá)1.5KB的數(shù)據(jù)/程序RAM，544B雙口RAM（DRAM）和2KB的單口RAM（SARAM），串行通信接口（SCI）模塊，16位SPI（串行外部設(shè)備接口）模塊，WD（看門狗）定時(shí)器模塊，具有2 個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB。

　?。?）高速并行A/D采樣MAX155芯片

　　MAX155芯片是一種高速多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有并行采樣/保持（ T/H ） 功能，從而可消除輸入通道采樣的時(shí)間差。MAX155有8 路模擬輸入通道，每一路通道都有它的采樣/保持模塊（T/H）,各路采樣保持模塊同步采樣。每路通道A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為3.6μs,結(jié)果保存在內(nèi)部的8×8RAM寄存器中。

　　向WR引腳輸出一個(gè)負(fù)脈沖可啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，通過向RD引腳發(fā)送負(fù)脈沖可以讀取保存在RAM里的轉(zhuǎn)換結(jié)果，數(shù)據(jù)的輸入和輸出可通過MAX155的雙向數(shù)據(jù)口來實(shí)現(xiàn)，也可以通過硬件連接的方式使芯片僅工作在輸出方式。

　　（3）鍵盤/ 顯示

　　鍵盤/顯示電路以AT89S51為核心, 鍵盤我們選用通用鍵盤，LCD我們選擇了帶有接口芯片T6963C的點(diǎn)陣式液晶顯示器，它可以直接與AT89S51連接，可以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式顯示，具有內(nèi)部字符發(fā)生器，可管理6 4 K 顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器，允許單片機(jī)隨時(shí)訪問顯示緩沖區(qū)。

　　3.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　軟件系統(tǒng)可以采用C 語言編程, 控制軟件主要由控制、信號處理、顯示程序等組成。其軟件流程圖如圖2 所示。

4 結(jié)束語

　　三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用之多，討論其故障在線監(jiān)測的方法也很多。本文根據(jù)監(jiān)測定子電流及電壓，從分析視在阻抗頻譜，利用DSP快速傅氏變換，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的故障，為我們今后的維修提供了很大的方便，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

圖2 軟件流程圖

參考文獻(xiàn)

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