【文章內(nèi)容簡介】 。三相異步電動機模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖32所示。 圖32 Asynchronous Machine SI Units模塊參數(shù)設(shè)置對話框（2）ThreePhase Programmable Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置雙擊ThreePhase Programmable Voltage Source模塊，彈出對話框。三相可調(diào)交流電壓源的具體參數(shù)設(shè)置如圖33所示。 圖33 ThreePhase Programmable Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置對話框（3）ThreePhase Series RLC Load模塊參數(shù)設(shè)置雙擊ThreePhase Series RLC Load模塊，彈出對話框。模塊地具體參數(shù)設(shè)置如圖34所示。 圖34 ThreePhase Series RLC Load模塊參數(shù)設(shè)置對話框（4）Voltage Measurement模塊參數(shù)設(shè)置 圖35 Voltage Measurement模塊參數(shù)設(shè)置對話框具體參數(shù)設(shè)置如圖35所示。（5）ThreePhase Breaker模塊參數(shù)設(shè)置斷路器模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖36所示。 圖36 ThreePhase Breaker模塊參數(shù)設(shè)置對話框（6）Constant模塊參數(shù)設(shè)置將對話框中的常數(shù)設(shè)置為1，即異步電動機的負載為1.（7）Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置在模型搭建完后，運行一次Simulink,此時再雙擊Bus Selector模塊，會彈出如圖37所示的對話框，將待輸出信號從對話框左側(cè)的Signal in the bus列表框內(nèi)的信號選擇到右側(cè)的Selected Signals列表框內(nèi)便可。圖37 Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置對話框（8）Powergui模塊打開模塊Powergui，從tools菜單中選擇FFT Analysis,對輸出結(jié)果的時域波形進行FFT分析，得到數(shù)據(jù)。圖38 Powergui模塊（9）Scope模塊參數(shù)設(shè)置 圖39 Scope模塊參數(shù)設(shè)置對話框（10）仿真參數(shù)設(shè)置及運行設(shè)置仿真參數(shù)的Start time(起始時間)為0、Stop time（終止時間），S olver option的步長選擇變步長VariableStep,解算方法Solve選擇ode23tb解算器，然后保存該系統(tǒng)模型并進行仿真運行。 三相異步電動機故障設(shè)置及故障特征提取短路故障，是指不同相的導(dǎo)線間或相對地，發(fā)生金屬性的連接或經(jīng)較小阻抗的連接. 電動機短路，通常發(fā)生在接線端子或繞組內(nèi)部. 接線端子短路，是由于接線端松脫造成的單相偶然與殼體連接或兩相間偶然短路. 而繞組內(nèi)部短路，又分為相間短路和匝間短路兩種. 相間短路包括繞組端部層間短路、槽內(nèi)上下層線圈之間短路及繞組連接線或引出線絕緣損壞造成的相間短路. 匝間短路包括一個線圈之間短路，一個極相組中的線圈之間短路及各極相組線圈間的短路，造成繞組短路的內(nèi)部原因，是電動機絕緣有缺陷及導(dǎo)線本身絕緣不良或嵌線時絕緣受損. 電動機出現(xiàn)短路后，短路電流通常大于8 倍的額定電流以上. 短路電流使繞組迅速產(chǎn)生高熱，以致絕緣變色、焦脆、直至燒毀. 短路后果是嚴重的，因此短路故障出現(xiàn)時必須迅速切除。 故障設(shè)置這里主要對接地性不對稱故障進行設(shè)置，具體包括單相接地短路和兩相接地短路。由于我國異步電動機的中性點不接地，在接地性不對稱故障中，將會出現(xiàn)零序電流分量。具體故障設(shè)置及框圖如圖310所示。具體故障為：單相接地短路：A相接地短路、B相接地短路、C相接地短路；兩相接地短路：AB兩相接地短路、AC兩相接地短路、BC兩相接地短路。 圖39為A相接地短路故障時的建模，同樣道理對其他五項故障進行建模設(shè)置。仿真一個電路系統(tǒng)時，將SimPowerSystems模塊與Simulink模塊連接，搭建一個電路方框圖，將模塊powergui放置于模塊圖的上方。對任意包含SimPowerSystems模塊的Simulink模塊圖進行仿真時，模塊powergui都是必不可少的。圖310 A相接地短路故障狀態(tài)模型圖設(shè)置仿真參數(shù)的Start time（起始時間）為0、Stop time(終止時間)，Solver options的步長選擇VariableStep,解算方法Solve選擇ode23tb解算器，然后保存該系統(tǒng)模型并進行仿真運行。 故障仿真這里主要選擇BP網(wǎng)絡(luò)對異步電動機外部故障中的一種，即供電線路單項短路（分別包括A、B、C三相）、兩相短路（包括AB、AC、BC）六種故障進行診斷仿真?？偨Y(jié)出了電動機定子電流的故障特征，這些異常的運行狀態(tài)，會引起電動機定子電流超過其額定工作電流其六種故障仿真時域波形和頻域波形如圖所示。將Powergui復(fù)制到仿真框圖中，初始化各種狀態(tài)變量，設(shè)置仿真參數(shù)，仿真并得出仿真結(jié)果。這里為了方便頻譜分析, 建立了以上仿真模型。311 異步電動機正常工作時轉(zhuǎn)子電流時域波形312 異步電動機正常工作時轉(zhuǎn)子電流FFT分析圖313 異步電動機A相接地短路故障時域波形314 異步電動機A相接地短路故障FFT分析圖315 異步電動機B相接地短路故障時域波形316 異步電動機B相接地短路故障FFT分析圖317 異步電動機C相接地短路故障時域波形318 異步電動機Ｃ相接地短路故障FFT分析圖319 異步電動機AB相接地短路故障時域波形320 異步電動機AB兩相接地短路故障FFT分析圖321 異步電動機AC相接地短路故障時域波形322 異步電動機AC兩相接地短路故障FFT分析圖323 異步電動機BC相接地短路故障時域波形324 異步電動機BC兩相接地短路故障FFT分析圖 特征量提取及預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)路輸入的確定實際上就是特征量的選取，對于特征量的選取，主要考慮它是否與故障有比較確定的因果關(guān)系。對于故障特征的提取主要分別選取了0Hz、24Hz、50Hz、76Hz、100Hz頻域下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩電流的幾個特征量。 具體采集了三相異步電動機正常電壓下（即220V相電壓）工作時數(shù)據(jù)和電網(wǎng)波動時（240V相電壓）時數(shù)據(jù)分別作為訓(xùn)練樣本、測試數(shù)據(jù)，對異步電動機進行故障診斷：表中從上到下各行數(shù)據(jù)依次表示：電動機無故障工作數(shù)據(jù)、A相供電線路接地短路數(shù)據(jù)、B相供電線路接地短路數(shù)據(jù)、C相供電線路接地短路數(shù)據(jù)、AB相供電線路接地短路數(shù)據(jù)、AC相供電線路接地短路數(shù)據(jù)、BC相供電線路接地短路數(shù)據(jù)。表31 三相異步電動機220V工作狀態(tài)原始數(shù)據(jù)1234567表32 三相異步電動機240V工作狀態(tài)原始數(shù)據(jù)891011121314獲得樣本數(shù)據(jù)向量后，由于其中這些數(shù)據(jù)具有不同的單位和量級，為了計算方便及防止部分神經(jīng)元達到過飽和狀態(tài)，所以在輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之前應(yīng)該首先進行歸一化處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量無法直接獲得，常常需要用信號處理方法與特征提取技術(shù)從原始數(shù)據(jù)中提取能反映其特征參數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的輸入。輸出量通常就是指為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提供的期望輸出，一個網(wǎng)絡(luò)可以有多個輸出變量，其表示方法通常比輸入量容易得多，而且對網(wǎng)絡(luò)的精度和訓(xùn)練時間影響也不大。對于本文的數(shù)值量輸出，可直接用數(shù)值量來表示，但由于網(wǎng)絡(luò)實際輸出只能是0～1或1～1之間的數(shù)，所以需要將期望輸出進行尺度變化。利用MATLAB實現(xiàn)向量的歸一化過程，這里將樣本數(shù)據(jù)都歸一化到（1，1）之間的小數(shù)。主要是為了數(shù)據(jù)處