基于DSP的三相異步電動(dòng)機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)的研究
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0引言
三相異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、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(zhǎng)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(cè)與診斷方法。監(jiān)測(cè)的途徑很多，如定子電流信號(hào)監(jiān)測(cè)、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)、軸電壓監(jiān)測(cè)、軸向漏磁監(jiān)測(cè)等。定子電流監(jiān)測(cè)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(cè)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)
本系統(tǒng)以DSP為核心,通過高速采樣模塊,對(duì)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
?。?）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24xDSP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64K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(yǔ)言編程,控制軟件主要由控制、信號(hào)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(yǔ)
三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用之多，討論其故障在線監(jiān)測(cè)的方法也很多。本文根據(jù)監(jiān)測(cè)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
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評(píng)論