一種基于電機運動特征值的異常負載類型判別方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電機運行過程中遇到的隨機負載的檢測和鑒別方法，尤其是基于對電 機運動特征值變化的分析來檢測和鑒別隨機負載的方法。
【背景技術】
[0002] 電機通過傳動裝置驅動相應的機械設備完成生產過程操作，在某些情況下具有很 復雜的生產過程工況，負載隨機變化，而且類型具有多樣性。這些生產過程設備一般屬于重 要的傳統產業范疇。隨著新技術的發展和國家對用高新技術改造傳統產業的大力提倡，人 們越來越注重在復雜工況下生產設備對生產過程的適應性，應當及時準確地鑒別隨機變化 的負載大小和負載類型。因為負載的變化，有可能屬于正常的生產過程范圍，也有可能是由 于障礙物堵塞或擠壓等引起的，對于不同的情況，處理方法也應當不同。
【發明內容】
[0003] 為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種準確預測隨機負載的大小的 方法，通過定義并計算電機運動特征值，并根據特征值的大小以及特征值的變化，預測負載 并鑒別負載的類型。
[0004] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
[0005] -種基于電機運動特征值的異常負載類型判別方法，其特征是，滾動存儲本 周期和前一次周期的過程參數，本周期過程中速度值記為?(^)Α = 0，1，2……，轉矩值 記為&(幻，& = 〇，1，2......;前周期的速度值記為?(4Λ = 0，1,2……，前一次周期的轉 矩值記幻,/( = () Λ 2……；在每個周期中每次均以當前時刻為0，往后以L為長度， 以動態滾動的方式構造當前速度向量：Ω = _!?(0)，…?(/〇,…r；)(L-l)}，前次速度向量
【主權項】
1. 一種基于電機運動特征值的異常負載類型判別方法，其特征是，滾動存儲本周 期和前一次周期的過程參數，本周期過程中速度值記為爲轉矩值 記為:〇，，h，2;前周期的速度值記為爲it從=〇，.1..，..2,前一次周期的轉 矩值記(/〇，/( =()，1，2……；在每個周期中每次均W當前時刻為0,往后WL為長度， W動態滾動的方式構造當前速度向量：n=掏(0)，…堿/〇.…抑左-1)1-，化次速度向量 Q= {名(〇)，...石(/〇,..石(L- 1H;、"|化轉矩向量r=扣(0)，..子(足-1)!，前次轉矩向 量f= (0)，...i\W，...，7\(L-l)};包括如下步驟： 1)對電機運行狀態進行判斷，首先計算如下公式： (1.1) 動態計算速度向量內積
(1.2) 動態計算轉矩向量內積
(1.3) 動態計算當前速度向量平方精
(1.4) 動態計算前次速度向量平方模
(1.5) 動態計算當前轉矩向量平方模
(1.6) 動態計算前次轉矩向量平方精
(1. 7)動態計算速度一致性系邀
(1. 8)動態計算轉矩一致性系數
(1. 9)動態計算速度相關性系蠻
(1. 10)動態計算轉矩相關性系蠻
根據步驟（1.1)~（1.10)中計算的速度一致性系數n。、轉矩一致性系數ni、速度相 關性系數A。、轉矩相關性系數At相對于標準值1的偏差，判斷本次電機運動過程中是否 負載異常，并因而導致速度異常，判定的標準依據歷史經驗計算值； 2)對所述步驟1)的結果判定，當由于負載異常而導致電機堵轉后，通過對堵轉過程中 的運動曲線提取頻域特征，W判斷導致堵轉的負載的類型，具體步驟如下： (2. 1)針對堵轉過程中速度向量〇=恃(0)，…句/〇,…句左-1)!-，其長度為L，計算：
P= 1，......,L/2 (2.。針對堵轉后的轉矩向量7 = !7\(0)，...；^；_(抑...，7\(足-.1)|，其長度為^計算：
P= 1，......,L/2 (2. 3)在所述步驟化1)和化2)中，P是頻率點，共有L/2個頻率點；計算速度向量在 各個頻率點上的功率平方譜H。（P)，W及轉矩向量在各個頻 率點上的功率平方譜Ht(p): Mp) =A〇(p)2+Bn(p)2 Ht(P) =At(P) 2+Bt(p) 2 p= 1，......,L/2 (2. 4)計算速度功率平方譜高頻比重系數：
(2.5) 計算轉矩功率平方譜高頻比重系數
(2.6) 根據速度功率平方譜高頻比重系數C。和轉矩功率平方譜高頻比重系數CT，可 W判別導致堵轉負載障礙物的類型，如果速度功率平方譜高頻比重系數和轉矩功功率平方 譜高頻功率比重系數均接近于0,則可W判定堵轉負載障礙物為易變形的柔性障礙物；如 果速度功率平方譜高頻比重系數和轉矩功率平方譜高頻比重系數均大于0. 5,可W判定堵 轉負載障礙物為剛體；如果介于該兩種情況之間，則無法做出直接判斷，根據具體的應用場 合W及C。和CT的相對大小，做進一步的判斷。
2.根據權利要求1所述的一種基于電機運動特征值的異常負載類型判別方法，其特征
【專利摘要】本發明公開了一種基于電機運動特征值的異常負載類型判別方法，通過定義并計算電機運動特征值，并根據特征值的大小以及特征值的變化，預測負載并鑒別負載的類型。本發明所達到的有益效果：采用本發明提供的方法，可以在復雜的生產過程環境下，改善電機驅動的機械設備對過程變化的適應程度，提高機械設備運行的安全性和可靠性。
【IPC分類】G01R31-34
【公開號】CN104793137
【申請號】CN201510103974
【發明人】李寧, 李慶之, 周杰
【申請人】南京工程學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月10日