正交轴整流与Goertzel分析在感应电机断转子棒故障可靠检测中的应用

《Chinese Journal of Electrical Engineering》：Orthogonal axis rectification and Goertzel analysis for reliable detection of broken rotor bar faults in induction motor

　　

摘要：

早期检测感应电机中的断转子条（BRB）故障对于防止二次故障和生产损失至关重要。传统的电机电流特征分析（MCSA）方法存在频谱泄漏问题，尤其是在低电源频率和轻载条件下，故障相关谐波与电源谐波重叠。本文提出了一种稳健的诊断框架，将正交轴整流与Goertzel算法相结合，以在低负载和低电源频率条件下实现可靠的BRB故障检测。利用Hilbert变换构建正交分量，使基频能够被移至第四谐波而非第二谐波，从而改善故障特征频率的频谱分离。随后，应用Goertzel算法以高频谱分辨率和低计算成本提取故障分量。在具有不同故障严重程度的电机上进行的仿真和实验室实验表明，所提方法有效地抑制了谐波干扰，增强了微弱故障特征的可见性。此外，所提方法即使在空载和低频运行条件下也能实现可靠诊断。