高旭彬

(1.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西 太原 030006； 2.煤矿采掘机械装备国家工程实验室，山西 太原 030006)

在工业领域电机断相是常见的一种故障现象。供电系统不平衡、接线松动、某一对开关触点接触不良、某一相熔断器熔断或电机内部绕组开路等原因，都会导致断相故障。断相故障是导致三相异步电机损坏的主要原因之一。电机发生断相后，若负载功率不变，相电流为正常运行电流的2倍以上，长期运行会导致电机绕组烧毁。据统计，三相异步电动机绕组烧毁的故障中，半数以上是由断相引起的[1-3]。此外，还存在无法启动，并伴随异响；振动增大，可能破坏轴承和机座等现象。因此及时准确的鉴别出断相故障显得尤为重要

文献[4]提出了比对三相电流值的鉴别方法，当任一相电流小于 5%的电机额定电流，而另两相大于 15%的额定电流时，判定发生断相故障。文献[5-7]提出检测负序电流进行鉴别的方法，文献[8，9]进一步采用了经典三段式负序电流保护方法，一般认为负序电流达到 0.8～2 倍的额定电流时，判定该相断相。针对煤矿井下的应用场景，文献[10，11]也推荐了三段式负序电流保护方法进行断相故障的判定。文献[12]提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和希尔伯特变换(HT)检测三相异步电机断相故障的新方法。在定子线电压第五个固有模态函数的瞬时频率图上，可以清晰地识别出断相故障特征。

这些断相故障鉴别方法在实际应用中须对电流信号进行采样，并依赖控制器对实时采样值进行复杂的数据运算，如两点乘积算法，均方根算法，半周积分算法，导数算法，傅里叶级数算法等[13]。……