基于DSP的三相異步電動機故障在線監測的研究
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0引言
三相異步電動機以其結構簡單、成本低廉、可靠性高、使用壽命長、維修方便工農業生產中有廣泛的應用。但電動機在長期的運行中不可避免會發生故障，需要盡早發現，及時解決，否則必將造成損失。為了能在其形成的初期盡早發現故障，需要有可靠的監測與診斷方法。監測的途徑很多，如定子電流信號監測、振動信號監測、軸電壓監測、軸向漏磁監測等。定子電流監測方法因可以做成非侵入式而得到最為廣泛的應用。本文通過監測定子電流及電壓，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。
1電動機在發生故障時定子電流頻率變化
2視在阻抗及故障在其中的表現
本系統以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轉換,DSP進行計算、處理、頻譜分析，單片機用于處理顯示、鍵盤輸入及其它擴展。其框圖如圖1所示。
圖1硬件系統設計框圖
（1）TMS320LF2407A的特點
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，性能最強的芯片，它與現存的24xDSP控制器芯片代碼兼容，但是資源更加豐富、功能更強，片內有32KB的Flash程序存儲器，高達1.5KB的數據/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（串行外部設備接口）模塊，WD（看門狗）定時器模塊，具有2個事件管理器模塊EVA和EVB。
（2）高速并行A/D采樣MAX155芯片
MAX155芯片是一種高速多通道模數轉換器，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轉換時間為3.6μs,結果保存在內部的8×8RAM寄存器中。
向WR引腳輸出一個負脈沖可啟動轉換，通過向RD引腳發送負脈沖可以讀取保存在RAM里的轉換結果，數據的輸入和輸出可通過MAX155的雙向數據口來實現，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，具有內部字符發生器，可管理64K顯示緩沖區及字符發生器，允許單片機隨時訪問顯示緩沖區。
3.2軟件系統設計
軟件系統可以采用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結束語
三相異步電動機應用之多，討論其故障在線監測的方法也很多。本文根據監測定子電流及電壓，從分析視在阻抗頻譜，利用DSP快速傅氏變換，實時發現電動機的故障，為我們今后的維修提供了很大的方便，具有很強的實際應用價值。
圖2軟件流程圖
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