摘 要：DSP具有高速時鐘頻率和快速的運算速度，為故障在線監測提供了硬件支持。本文通過定子視在阻抗的分析，發揮DSP的數據處理能力，實現了對三相異步電動機故障的在線監測。

關鍵詞：視在阻抗;在線監測;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

　　3.1 硬件系統設計

　　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，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6 4 K 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

參考文獻

　　1 劉和平,嚴利平,張學鋒等.TMS320LF240x DSP結構、原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2002.

　　2 章云,謝莉萍,熊紅艷.DSP控制器及其應用[M].北京:機械工業出版社,2001.

　　3 王 朋,李 智,李精華,許川佩.基于TMS320LF2407的8路高速A/D并行采集系統[J].微計算機信息,2006年29期.

　　4 張哲,尹項根,劉振興.鼠籠式異步電動機轉子故障檢測方法[J].電力自動化設備,2002,10

　　5 徐小來,王莉.異步電動機定子繞組短路故障仿真研究[J].大電機術,2006,1.