KR20090078075A - Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet - Google Patents

Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet Download PDF

Info

Publication number
KR20090078075A
KR20090078075A KR1020080003860A KR20080003860A KR20090078075A KR 20090078075 A KR20090078075 A KR 20090078075A KR 1020080003860 A KR1020080003860 A KR 1020080003860A KR 20080003860 A KR20080003860 A KR 20080003860A KR 20090078075 A KR20090078075 A KR 20090078075A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dft
wavelet
induction motor
matrix
failure
Prior art date
Application number
KR1020080003860A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
전명근
이대종
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020080003860A priority Critical patent/KR20090078075A/en
Publication of KR20090078075A publication Critical patent/KR20090078075A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P21/0017Model reference adaptation, e.g. MRAS or MRAC, useful for control or parameter estimation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01Asynchronous machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

A method for diagnosing fault of an induction motor is provided to finally diagnose fault of induction motor using fusion algorithm. A characteristic vector is calculated using fourier transform, linear discriminant analysis and wavelet transform from current signal value. Similarity value is calculated through distance comparison between standard model and characteristic vector calculated. Similarity value is calculated according to each fault classification. The diagnosis is performed by selecting a model having high similarity with conventional model.

Description

DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기 고장진단방법{Fault Diagnosis of Inductirn Motors by DFT and Wavelet}Fault Diagnosis of Inductirn Motors by DFT and Wavelet}

본 발명에서는 DFT(Discrete Fourier Transform)과 웨이블렛을 이용한 고장진단 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 주파수 기반의 DFT에 의한 고장패턴의 추출방법과 시간-주파수 기반의 웨이블렛을 이용한 고장패턴의 추출방법을 이용하여 특징점을 추출하였으며, 유도전동기의 최종진단은 DFT와 웨이블렛에 의해 추출된 특징값들을 효과적으로 융합할 수 있는 융합 알고리즘에 의해 수행한다. 개발된 알고리즘은 다양한 실측 데이터에 적용하여 그 타당성을 보였다.In the present invention, a failure diagnosis algorithm using a Discrete Fourier Transform (DFT) and a wavelet is proposed. The proposed method extracts the feature points using the method of extracting the fault pattern by frequency based DFT and the method of extracting the fault pattern using time-frequency based wavelet. The final diagnosis of the induction motor is extracted by DFT and wavelet. Performed by a fusion algorithm that can effectively fuse feature values. The developed algorithm is applied to various measured data and shows its validity.

산업 현장에 널리 사용하고 있는 유도전동기 들의 예기치 않은 고장은 전체 또는 일부 프로세스의 마비로 이어질 수 있으며, 이로부터 치명적인 사고와 경제손실을 초래할 수 있다. 최근, 이러한 고장들에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 고장진단 기술이 유지보수의 측면과 더불어 중요한 부분으로 부각되고 있다. 일반적으로 유도전동기의 온라인 고장진단은 MCSA(Motor Current Signal Analysis)에 의해서 이루어진다. 과거에는 진동 모니터링에 기반을 둔 연구가 많이 이루어져 있 지만, 산업 전반에 사용되고 있는 중소형 유도전동기에 이러한 진단 시스템을 구성하는 것은 센서 및 진단 시스템의 성능사양을 높이기 위해 많은 비용을 지불해야 하며 또한, 센서의 위치에 따른 성능변화와 전동기 지지 환경에 따른 구조적 진동의 유입 문제를 무시하기가 어렵다. Unexpected failures of induction motors widely used in industrial sites can lead to paralysis of all or part of the process, which can result in fatal accidents and economic losses. In recent years, troubleshooting techniques that can prevent accidents caused by these failures have emerged as an important part along with maintenance. In general, online failure diagnosis of an induction motor is performed by a motor current signal analysis (MCSA). In the past, many researches based on vibration monitoring have been conducted, but the construction of such a diagnostic system in small and medium-sized induction motors used throughout the industry is costly to increase the performance specifications of the sensor and the diagnostic system. It is difficult to ignore the problem of induction of structural vibration due to the performance change depending on the position of the motor and the support environment of the motor.

반면에, MCSA 검출방법을 이용할 경우 절연상태를 제외한 고정자 및 회전자의 정적동적편심 및 베어링의 고장상태를 진단할 수 있다. 또한 온라인 상태에서도 고장진단을 수행할 수 있으므로, 최근 이들에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, when using the MCSA detection method, it is possible to diagnose the static dynamic eccentricity of the stator and the rotor and the bearing failure state except the insulation state. In addition, since the fault diagnosis can be performed online, researches on these have been actively conducted in recent years.

MCSA 검출방법에 의해 전류신호를 취득한 후 진단을 위해 사용되는 유도전동기의 고장상태를 효과적으로 표현할 수 있는 특징추출 기법이 요구된다. 특징벡터 추출기법에는 Park 변환에 의해 d-q 패턴을 추출하는 방법, 전류신호의 주파수스펙트럼(FFT)을 이용하여 특정 주파수를 추출하는 방법 등이 주로 사용되어 왔다. A feature extraction technique is needed to effectively represent the fault condition of an induction motor used for diagnosis after acquiring a current signal by the MCSA detection method. As the feature vector extraction method, a d-q pattern is extracted by Park transform, and a specific frequency is extracted by using a frequency spectrum (FFT) of a current signal.

그러나 d-q 패턴의 경우 다양한 고장상태별로 고유의 패턴을 얻기가 어렵고, 노이즈가 존재하는 환경 하에서 고장패턴을 분류하는데 어려움이 있다. 또한 주파수 스펙트럼의 경우 부하변동 또는 입력전원의 고주파성분에 의해 주파수 성분이 변동되고, 고장상태별로 정확한 특정 주파수 스펙트럼을 추출하는데 한계점이 있다. However, in the case of the d-q pattern, it is difficult to obtain a unique pattern for each fault condition, and it is difficult to classify the fault pattern under the noise. In addition, in the case of the frequency spectrum, the frequency component is changed by the load variation or the high frequency component of the input power source, and there is a limit in extracting a specific specific frequency spectrum for each fault condition.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 시간축과 주파수 공간 내에서 해석이 가능한 웨이블렛을 이용하여 특징을 추출하는 방법이 제안되었다. 이외에도 주성분분석기법(PCA:Principal Component Analysis)을 이용하여 특징을 추출하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법 역시 기존의 한계점을 완벽하게 극복하지는 못하고 있으며, 이에 본 발명에서는 기존의 분류 알고리즘들이 적용 분야에 따라 상호 보완적인 요소를 추출하고, DFT (Discrete Fourier Transform)과 웨이블렛을 이용한 고장진단 알고리즘을 제안하여 상술한 문제의 극복을 구현하고자 한다. In order to solve this problem, a method of extracting features using wavelets that can be interpreted in the time axis and the frequency space has been proposed. In addition, a method of extracting a feature using Principal Component Analysis (PCA) is used. However, this method also does not completely overcome the existing limitations, and according to the present invention, the existing classification algorithms extract complementary elements according to the application field, and solve the failure diagnosis algorithm using the Discrete Fourier Transform (DFT) and the wavelet. It is proposed to implement the above-mentioned problem overcoming.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 특징점 추출을 위해 주파수 기반의 DFT에 의한 고장패턴의 추출방법과 시간-주파수 기반의 웨이블렛을 이용한 고장패턴의 추출방법을 사용함과 아울러, 유도전동기의 최종 고장진단을 추출된 특징값을 효과적으로 융합할 수 있는 융합 알고리즘에 의해 수행되는 고장진단방법을 제공하여 우수한 성능의 고장진단 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a method of extracting a fault pattern by a frequency-based DFT and a method of extracting a fault pattern using a time-frequency based wavelet for feature point extraction. In addition, the present invention provides a failure diagnosis method performed by a fusion algorithm capable of effectively fusing the extracted feature values of the final failure diagnosis of the induction motor to provide a failure diagnosis method of excellent performance.

본 발명은 유도전동기에서 취득한 전류신호값을 각각 불연속 퓨리에 변환(DFT;Discrete Fourier Transform)과 선형판별분석(LDA;Linear discriminant analysis) 및 웨이블렛(Wavelet Transform)에 의해 특징벡터를 산출하는 단계와 상기 산출된 각각의 특징벡터를 기준모델과의 거리비교를 통해 유사도 값을 산출하는 단계; 상기 산출된 유사도 값을 가중치 합의 방법에 의해 고장분류상태별 유사도로 산출하는 단계; 상기 기준모델과 유사도가 높은 모델을 선택하여 진단을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공하여 상술한 과제를 해결한다.According to the present invention, a method of calculating a feature vector using discrete discrete Fourier transform (DFT), linear discriminant analysis (LDA), and wavelet transform is performed on the current signal value obtained from an induction motor, and the calculation is performed. Calculating a similarity value by comparing each of the feature vectors with a reference model; Calculating the calculated similarity value as the similarity for each failure classification state by a weight agreement method; The above-described problem is solved by providing a method for diagnosing a failure of an induction motor using a DFT and a wavelet, which comprises performing a diagnosis by selecting a model having a high similarity with the reference model.

본 발명에 따르면, 특징점 추출을 위해 주파수 기반의 DFT에 의한 고장패턴의 추출방법과 시간-주파수 기반의 웨이블렛을 이용한 고장패턴의 추출방법을 사용 함과 아울러, 유도전동기의 최종 고장진단을 추출된 특징값을 효과적으로 융합할 수 있는 융합 알고리즘에 의해 수행되는 고장진단방법을 제공하여 우수한 성능의 고장진단 방법을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, a method of extracting a fault pattern by a frequency-based DFT and a method of extracting a fault pattern using a wavelet based on a time-frequency for extracting feature points, and extracting a final fault diagnosis of an induction motor There is an effect of providing a high performance fault diagnosis method by providing a fault diagnosis method performed by a fusion algorithm that can effectively fuse the values.

(1) 유도전동기에서 취득한 전류신호값을 각각 불연속 퓨리에 변환(DFT;Discrete Fourier Transform)과 선형판별분석(LDA;Linear discriminant analysis) 및 웨이블렛(Wavelet Transform)에 의해 특징벡터를 산출하는 단계;(1) calculating a characteristic vector by a discrete Fourier transform (DFT), a linear discriminant analysis (LDA), and a wavelet transform, respectively, of current signals obtained from an induction motor;

(2) 상기 산출된 각각의 특징벡터를 기준모델과의 거리비교를 통해 유사도 값을 산출하는 단계;(2) calculating a similarity value by comparing the calculated feature vectors with a reference model;

(3) 상기 산출된 유사도 값을 가중치 합의 방법에 의해 고장분류상태별 유사도로 산출하는 단계;(3) calculating the calculated similarity value as the similarity for each failure classification state by a weight agreement method;

(4) 상기 기준모델과 유사도가 높은 모델을 선택하여 진단을 수행하는 단계;(4) performing a diagnosis by selecting a model having high similarity with the reference model;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공한다.It provides a failure diagnosis method of the induction motor using a DFT and wavelets, characterized in that made.

또한, 본 발명은 상기 불연속 퓨리에 변환(DFT)에 의한 특징의 추출은 하기의 식11을 이용하여 유도전동기의 전류신호를 주파수 공간으로 변환하여 특징벡터를 추출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is to extract the feature by the discrete Fourier transform (DFT) using the DFT and wavelet, characterized in that to extract the feature vector by converting the current signal of the induction motor into the frequency space using the following equation (11) To provide a method for diagnosing failure of induction motors.

Figure 112008002834188-PAT00001
(식 11)
Figure 112008002834188-PAT00001
(Eq. 11)

(단, X(k)는 이산 퓨리에 변환계수, N은 표본 수)(Where X (k) is the discrete Fourier transform coefficient and N is the number of samples)

또한, 본 발명은 상기 선형판별분석(LDA)에 의한 특징벡터의 추출은 유도전동기의 전류신호를 취득한 후 DFT에 의해 주파수 공간으로 변환한 후, 선형판별분석에 의해 차원이 축소된 고장패턴을 추출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공함이 바람직하다.In addition, the present invention is to extract the feature vector by the linear discrimination analysis (LDA), after obtaining the current signal of the induction motor is converted to the frequency space by the DFT, the dimension of the failure pattern is reduced by the linear discrimination analysis It is desirable to provide a failure diagnosis method for an induction motor using a DFT and a wavelet.

또한, 본 발명은 상기 선형판별분석에 의해 고장패턴을 추출하는 것은,In addition, the present invention to extract the failure pattern by the linear discrimination analysis,

a) 측정된 학습용전류신호를 1차원 열벡터로 변환한 후 아래의 식 1과 식 2에 의해 BCS 행렬인 SB와 WCS 행렬인 SW를 구하는 단계;a) converting the measured learning current signal into a one-dimensional column vector, and obtaining the BCS matrix S B and the WCS matrix S W by Equation 1 and Equation 2 below;

Figure 112008002834188-PAT00002
Figure 112008002834188-PAT00002

b) 아래의 식8 및 식9와 같은 WSC행렬에 대한 BCS 행렬의 비를 최대화하는 정규직교행렬을 갖는 최적의 사영행렬 W를 식9에 의해 구하는 단계; 및b) obtaining by Equation 9 an optimal projective matrix W having a normal orthogonal matrix that maximizes the ratio of the BCS matrix to the WSC matrix, such as Equations 8 and 9 below; And

Figure 112008002834188-PAT00003
Figure 112008002834188-PAT00003

c) 아래 식에 의한 학습신호 xi 호에 대한 특징벡터 Ti를 구하는 단계;c) learning signal x i Obtaining a feature vector T i for the call;

Figure 112008002834188-PAT00004
Figure 112008002834188-PAT00004

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공한다.It provides a failure diagnosis method of an induction motor using a DFT and wavelets, characterized in that consisting of.

또한, 본 발명은 상기 웨이블렛을 이용한 유동전동기의 특징벡터를 취득하는 것은, 취득된 한상의 전류신호를 웨이블렛 다해상도 기법을 이용하여 주파수 대역별로 분할한 후, 아래의 식 14에 나타낸 바와 같이 대역별로 존재하는 계수의 합을 구하여 산출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법을 제공한다.Also, in the present invention, acquiring a feature vector of the flow motor using the wavelet may be performed by dividing the obtained current signal into frequency bands by using the wavelet multi-resolution technique, and then by band as shown in Equation 14 below. It provides a fault diagnosis method of an induction motor using a DFT and a wavelet, characterized by calculating the sum of the existing coefficients.

Figure 112008002834188-PAT00005
Figure 112008002834188-PAT00005

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operation of the present invention.

(본 발명의 상세한 설명과 특허청구범위에 제시되는 식의 부호는 동일하다.)(The signs of the formulas given in the detailed description of the invention and in the claims are the same.)

1. PCA에 의한 특징추출1. Extraction of features by PCA

PCA알고리즘은 데이터의 특징을 가장 잘 표현하는 공분산 행열의 고유벡터를 구하여 고차원의 벡터를 줄여서 저차원의 벡터로 표현하는 기법으로 널리 사용되고 있다. 시계열의 전류신호는 공분산 행렬을 구하여 고유벡터를 구하고, 고유값 크기 순으로 나열하여 저차원의 특징벡터로 변환을 하여 처리하게 된다. 이에 대한 자세한 알고리즘을 알아보면 다음과 같다.The PCA algorithm is widely used as a technique for obtaining eigenvectors of covariance matrices that best represent the characteristics of the data, and reducing them to low-order vectors. The current signal of the time series is processed by obtaining the eigenvectors by obtaining the covariance matrix, converting them into low-order feature vectors by arranging them in order of magnitude of the eigenvalues. The detailed algorithm for this is as follows.

{단계 1} 측정된 p개의 학습용 전류신호를 1차원 열벡터로 변환한 후 (식 1)에 의해 전체 신호의 평균을 구한다.{Step 1} After converting the measured p learning current signals into a one-dimensional column vector, the average of all signals is obtained by Equation 1.

Figure 112008002834188-PAT00006
Figure 112008002834188-PAT00006

{단계 2} 학습용 전류신호에 대한 공분산행렬을 구한다.{Step 2} Find the covariance matrix for the current signal for learning.

Figure 112008002834188-PAT00007
Figure 112008002834188-PAT00007

{단계 3} (식 2)에 의해 계산된 공분산에 대한 n개의 고유값과 n개의 고유벡터를 구한다.N eigenvalues and n eigenvectors for the covariance calculated by {step 3} (Equation 2) are obtained.

Figure 112008002834188-PAT00008
Figure 112008002834188-PAT00008

{단계 4} 고유벡터 vj를 고려하고자 하는 차원수(k) 만큼 고유값의 크기 순으로 재정렬한 고유벡터

Figure 112008002834188-PAT00009
를 구한 후에 학습신호에 xi대한 특징벡터
Figure 112008002834188-PAT00010
를 (식 4)에 의해 산출한다. (식 4)에서 알 수 있는 바와 같이 입력신호에 대한 특징벡터는 공분산에 대한 고유벡터를 이용하여 PCA변환된 공간으로 투영함으로써 얻을 수 있다.Step 4 {} eigenvector v number of dimensions to be considered a j (k) unique as rearranged in order of size of the eigenvalues vector
Figure 112008002834188-PAT00009
Find the feature vector for x i in the learning signal
Figure 112008002834188-PAT00010
Is calculated by (Equation 4). As can be seen from Equation 4, the feature vector for the input signal can be obtained by projecting onto the PCA transformed space using the eigenvector for covariance.

Figure 112008002834188-PAT00011
Figure 112008002834188-PAT00011

{단계 5} PCA기법에 의해 i번째 검증용 입력전류 x'i에 대한 특징벡터 z'i를 산출한다.{} Step 5 calculates a "feature vector z of the i, i i-th input for verification by the current x PCA techniques.

Figure 112008002834188-PAT00012
Figure 112008002834188-PAT00012

2. LDA에 의한 특징추출2. Feature Extraction by LDA

유도전동기의 전류신호를 취득한 후 DFT에 의해 주파수 공간으로 변환한 후, 선형판별분석(LDA:Linear discriminant analysis)에 의해 차원이 축소된 고장패턴을 추출한다. After acquiring the current signal of the induction motor and converting it into the frequency space by DFT, the fault pattern whose dimension is reduced by linear discriminant analysis (LDA) is extracted.

선형판별분석은 클래스내의 분산을 나타내는 WCS(within- class scatter)행렬 SW와 클래스간 분산을 나타내는 BCS (between-class scatter) 행렬 SB의 비율이 최대가 되는 행렬을 구하고, 이 행렬을 이용하여 선형변환하는 기법이다. 즉, 주성분분석기법과 같이 투영된 분산을 최대화하는 투영을 찾기보다는 클래스간의 차별성을 극대화시키는 최적의 투영행렬을 구한 후, 투영행렬을 이용하여 입력신호를 선형변환한다. 선형판별분석기법에 의한 특징추출 및 비교과정을 단계별로 살펴보면 다음과 같다.Linear discriminant analysis finds a matrix in which the ratio of the WCS (within-class scatter) matrix S W representing the variance in the class and the BCS (between-class scatter) matrix S B representing the variance between the classes is maximized. Linear transformation. In other words, rather than finding a projection that maximizes the variance projected like the principal component analysis technique, the optimal projection matrix is obtained to maximize the difference between classes, and then the input signal is linearly transformed using the projection matrix. The process of feature extraction and comparison by linear discrimination analysis method is as follows.

{단계 1} 측정된 학습용 전류신호를 1차원 열벡터로 변환한 후 (식 6) 및 (식 7)에 의해 BCS 행렬인 SB와 WCS 행렬인 SW을 구한다.{Step 1} After converting the measured training current signal into a one-dimensional column vector, Equation 6 and Equation 7 obtain S B , a BCS matrix, and S W , a WCS matrix.

Figure 112008002834188-PAT00013
Figure 112008002834188-PAT00013

여기서, ni는 i번째 클래스 Ci에서의 데이터 수이며, mi는 i번째 클래스 Ci내의 평균값을 나타낸다. 또한, (식 7)에서 m은 전체 클래스의 평균값이 된다.Here, n i is the number of data in the i th class C i , and m i represents the average value in the i th class C i . In Equation 7, m is an average value of all classes.

{단계 2} 식 (8)과 같은 WCS행렬에 대한 BCS행렬의 비를 최대화하는 정규직교행렬을 갖는 최적의 사영행렬을 (식 9)에 의해 구한다.{Step 2} An optimal projection matrix having a normal orthogonal matrix that maximizes the ratio of the BCS matrix to the WCS matrix as shown in Equation (8) is obtained by Equation (9).

Figure 112008002834188-PAT00014
Figure 112008002834188-PAT00014

{단계 3} 학습신호 xi에 대한 특징벡터 Ti를 구한다.{Step 3} The feature vector T i for the learning signal x i is obtained.

Figure 112008002834188-PAT00015
Figure 112008002834188-PAT00015

(식 10)에서 알 수 있는 바와 같이 선형판별분석을 하기 위해 우선 주성분분 석기법에 의해 입력신호를 저차원으로 축소한 후, 산출된 특징벡터 zi를 최적의 투영행렬 W에 의해 LDA공간으로 투영시킨다. 일반적으로 학습신호의 수(P)가 신호의 길이(N)보다 적을 경우 WCS행렬 SW는 항상 비정칙이 된다. 이것은 사영행렬을 적당히 선택하지 않는다면 사영된 WCS행렬은 영이 될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 주성분분석기법을 이용하여 입력신호를 저차원공간으로 축소한 후 선형판별분석을 수행한다.As can be seen from Equation 10, in order to perform linear discriminant analysis, first, the input signal is reduced to low dimension by principal component analysis, and then the calculated feature vector z i is transformed into the LDA space by the optimal projection matrix W. Project it. In general, when the number P of learning signals is smaller than the length N of the signals, the WCS matrix S W is always irregular. This means that the projected WCS matrix can be zero if the projective matrix is not properly selected. Therefore, to solve this problem, linear discrimination analysis is performed after the input signal is reduced to low dimensional space using principal component analysis.

3. DFT에 의한 특징 추출3. Feature Extraction by DFT

DFT는 시간영역의 디지털 신호를 처리하고 디지털 주파수 영역의 표현으로 변환하는데 적용될 수 있으며, 임의의 유한 수열에 대해 수치적으로 계산가능한 최종적인 퓨리에 변환으로 N개의 표본은 이산퓨리에변환계수라고 불리고, DFT 계수 역시 N-점 수열이다.The DFT can be applied to process digital signals in the time domain and transform them into representations in the digital frequency domain. The final Fourier transform, which can be numerically computed for any finite sequence, is called the discrete Fourier transform coefficient. The coefficient is also an N-point sequence.

N점의 디지털 신호의 DFT를 정의하면 다음과 같다.The DFT of the digital signal of N points is defined as follows.

Figure 112008002834188-PAT00016
(식 11)
Figure 112008002834188-PAT00016
(Eq. 11)

역으로 이산신호 스펙트럼에서 이산수열을 얻으려면 다음과 같은 역이산 퓨리에 변환으로 표현된다.Conversely, to obtain the discrete sequence in the discrete signal spectrum, it is represented by the following inverse discrete Fourier transform.

Figure 112008002834188-PAT00017
(식 12)
Figure 112008002834188-PAT00017
(Eq. 12)

4. 웨이블렛에 의한 특징추출4. Feature Extraction by Wavelet

웨이블렛 변환(Wavelet Transform)은 식 (13)에서 보는 바와 같이 비주기적인 신호분리가 가능한 Daubechies, Coiflet, Haar, Symmlet 등과 같은 기저함수라 부르는 원형(prototype) 웨이블렛

Figure 112008002834188-PAT00018
을 정의하고, 이 원형 웨이블렛을 시간축으로 b만큼 이동(translation)시키고, a만큼 스케일링(scaling)하여 다양한 웨이블렛을 구성하여 신호를 분해한다.The wavelet transform is a prototype wavelet called a basis function such as Daubechies, Coiflet, Haar, Symmlet, etc., capable of aperiodic signal separation as shown in equation (13).
Figure 112008002834188-PAT00018
The circular wavelet is translated by b on the time axis and scaled by a to form various wavelets to decompose the signal.

Figure 112008002834188-PAT00019
(식 13)
Figure 112008002834188-PAT00019
(Eq. 13)

웨이블렛 변환에서는 주파수라는 용어 대신 스케일이라는 용어를 쓰며 하나의 웨이블렛을 통과한 신호를 하나의 스케일의 상세신호(detail signal)라 한다. 웨이블렛의 기저 함수들은 해상도가 다른 함수들의 집합으로 이루어져 있기 때문에 웨이블렛 변환은 다해상도 분해 특성을 가지고 있다. 즉, 높은 주파수 대역은 주파수 해상도가 낮고 낮은 주파수 대역은 주파수 해상도가 높은 다해상도 분해 특성을 나타내며 이러한 특성을 이용하면 다해상도 필터 뱅크들을 구현할 수 있다.In the wavelet transform, the term scale is used instead of frequency, and a signal passing through one wavelet is called a detail signal of one scale. Because wavelet base functions consist of a set of functions with different resolutions, the wavelet transform has multiresolution resolution. That is, the high frequency band has low frequency resolution and the low frequency band has multiresolution resolution with high frequency resolution. By using these characteristics, multiresolution filter banks can be implemented.

이산 웨이블렛 변환은 고역 통과 부분을 한 단계의 필터 뱅크로 구성하고, 저역 통과 부분을 계속적인 필터 뱅크로 확장하는 옥타브 밴드(octave-band) 구조와 고역 통과 부분도 필터뱅크로 확장하는 구조를 가지는 웨이블렛 패킷(wavelet packet)구조로 구현될 수 있다. The discrete wavelet transform consists of a wavelet having a high-pass section as a filter bank, an octave-band structure that extends the low-pass section into a continuous filter bank, and a high-band section as a filter bank. It may be implemented in a packet structure (wavelet packet).

도 1에서는 본 논문에서 사용된 옥타브 밴드 구조를 보이고 있는데, 여기서

Figure 112008002834188-PAT00020
은 저역 통과 필터를,
Figure 112008002834188-PAT00021
은 고역 통과 필터를 각각 나타내며, 원형 웨이블렛으로부터 구성됨을 알 수 있다. 또한
Figure 112008002834188-PAT00022
는 샘플의 개수를 1/2로 줄이는 데시메이션(decimation)을 나타낸다.Figure 1 shows the octave band structure used in this paper, where
Figure 112008002834188-PAT00020
Low pass filter,
Figure 112008002834188-PAT00021
Denotes a high pass filter, respectively, and can be seen constructed from circular wavelets. Also
Figure 112008002834188-PAT00022
Denotes a decimation that reduces the number of samples by half.

웨이블렛 변환을 이용한 유도전동기의 특징벡터는 취득된 한상의 전류신호를 웨이블렛 다해상도 기법을 이용하여 주파수 대역별로 분할한 후, (식 14)에서 나타낸 바와 같이 대역별로 존재하는 계수의 합을 구하여 산출한다.The feature vector of the induction motor using wavelet transform is obtained by dividing the obtained current signal into frequency bands using the wavelet multi-resolution technique, and then calculating the sum of coefficients existing for each band as shown in Equation (14). .

(식 7)에서 W(j,k)는 j번째 깊이(depth)와 k번째 노드(node)에서 웨이블렛 변환에 의해 얻어진 신호

Figure 112008002834188-PAT00023
를 이용하여 산출된 웨이블렛 특징값을 나타낸다.In Equation (7), W (j, k) is a signal obtained by wavelet transform at jth depth and kth node.
Figure 112008002834188-PAT00023
Represents a wavelet feature value calculated using.

Figure 112008002834188-PAT00024
Figure 112008002834188-PAT00024

5. 융합알고리즘에 의한 고장진단5. Failure Diagnosis by Convergence Algorithm

도 2에서는 DFT+LDA에 의해 산출된 특징벡터와 웨이블렛 변환에 의해 산출된 특징벡터의 융합에 의해 수행되는 구성도를 나타냈다. 도 2에서 보는 바와 같이 진단하고자 하는 유도전동기에서 취득한 전류신호값을 각각 DFT+LDA와 웨이블렛에 의해 특징을 산출한 후(S1), 미리 구축된 기준모델과의 거리비교를 통해 유사도를 산 출한다(S2). 각각 산출된 유사도값을 가중치합의 방법에 의해 최종적으로 고장분류 상태별 유사도를 산출하고(S3), 기준모델과 유사도가 높은 모델을 선택하여 진단이 수행된다(S4). 최종 융합 단계에서는 DFT+LDA와 DWT에 의한 추출된 특징 벡터의 공간 거리 데이터가 다른 범위에 있기 때문에 각각의 평균치를 구하여 가중치 기법에 의해서 같은 크기로 자동으로 설정하였다.FIG. 2 shows a configuration diagram performed by fusion of a feature vector calculated by DFT + LDA and a feature vector calculated by wavelet transform. As shown in FIG. 2, the characteristics of the current signal obtained from the induction motor to be diagnosed are calculated by DFT + LDA and wavelet (S1), and then similarity is calculated through distance comparison with a previously constructed reference model. (S2). The similarity value for each failure classification state is finally calculated by the weighted sum method of the calculated similarity values (S3), and a diagnosis is performed by selecting a model having a high similarity level with the reference model (S4). In the final fusion step, since the spatial distance data of the feature vectors extracted by DFT + LDA and DWT are in different ranges, each average value is obtained and automatically set to the same size by a weighting technique.

6. 적용방법 및 고장상태의 진단결과6. Application method and diagnosis result of fault condition

도 3 및 표 1에서는 적용방법 및 고장상태에 대한 진단결과를 나타냈다. 3 and Table 1 show the diagnostic results of the application method and the failure state.

{표 1}{Table 1}

Figure 112008002834188-PAT00025
Figure 112008002834188-PAT00025

고장상태별로 진단결과를 나타낸 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 정상상태(H1)의 경우 LDA에 의한 진단방법이 97%을 보여 가장 우수한 성능을 나타낸 반면에 웨이블렛에 의한 진단방법이 85%을 보여 가장 저조한 성능을 나타냈다. 전압불평형(F1)은 웨이블렛과 LDA에 의한 방법이 100%로 가장 우수한 성능을 나타낸 반면에 DFT+PCA에 의한 진단 방법이 95%로 가장 저조한 성능을 나타냈다. 베어링고 장(F2)은 PCA와 DFT+ LDA에 의한 방법이 100%을 보여 가장 우수한 성능을 나타낸 반면에 PCA에 의한 진단방법이 95%로 가장 저조한 성능을 나타냈다. 회전자고장(F3)은 DFT+LDA에 의한 방법이 99%을 보여 가장 우수한 성능을 나타낸 반면, 웨이블렛에 의한 진단방법이 78%로 가장 저조한 성능을 나타냈다. 고정자고장(F4)은 DFT+LDA에 의한 방법이 99%을 보여 가장 우수한 성능을 나타낸 반면에 PCA에 의한 진단방법이 74%로 가장 저조한 성능을 나타냈다. 회전자불평형(F5)은 DFT+LDA에 의한 방법이 99%을 보여 가장 우수한 성능을 나타낸 반면에 웨이블렛에 의한 진단방법이 83%로 가장 저조한 성능을 나타났다.As shown in Table 1, which shows the diagnosis result by fault condition, in the case of steady state (H1), the diagnostic method by LDA showed the highest performance by 97%, while the diagnostic method by wavelet showed 85%. Poor performance was shown. Voltage unbalance (F1) showed the best performance with wavelet and LDA method at 100%, while diagnostic method with DFT + PCA showed the lowest performance with 95%. The bearing failure (F2) showed the best performance with PCA and DFT + LDA method showing 100%, while the diagnostic method with PCA showed the lowest performance with 95%. Rotor failure (F3) showed the best performance with DFT + LDA method showing 99%, while the wavelet diagnosis method showed the lowest performance with 78%. In the case of stator failure (F4), 99% of DFT + LDA method showed the best performance, while 74A of PCA diagnosis showed the lowest performance. The rotor unbalance (F5) showed the best performance with 99% of DFT + LDA method, while the lowest with 83% of wavelet diagnostic method.

이러한 결과를 종합해 보면, 시간영역에서 LDA를 적용한 경우 정상(H1)과 전압불평형(F1)에 우수한 성능을 보인 반면에 회전자고장(F3), 고정자고장(F4) 및 회전자불평형(F5)에 대해서는 진단성능이 저조한 것으로 나타났다. 반면에 DTF에 의해 시간정보를 갖는 전류신호를 주파수 영역으로 변환한 후에 LDA를 적용한 DFT+LDA는 정상(H1)과 전압불평형(F1)에 대해서는 저조한 성능을 보인 반면에 회전자고장(F3), 고정자고장(F4) 및 회전자불평형(F5)에 대해서는 진단성능이 우수한 것으로 나타났다.Taken together, the LDA applied in the time domain shows excellent performances in the normal (H1) and voltage imbalance (F1), while the rotor failure (F3), stator failure (F4) and rotor imbalance (F5). The diagnostic performance was low for. On the other hand, after converting the current signal with time information into the frequency domain by DTF, DFT + LDA with LDA shows poor performance for normal (H1) and voltage imbalance (F1), while rotor failure (F3), The diagnostic performance was excellent for stator failure (F4) and rotor imbalance (F5).

본 발명에서는 융합기법에 의한 고장진단 성능을 개선하는 방법으로 시간영역에서 우수한 성능을 보인 LDA방법과 주파수 공간에서 우수한 성능을 나타낸 DFT+LDA를 융합하는 방법(융합방법-A)와 성능이 저조하게 나타났지만 시간-주파수 정보를 갖는 웨이블렛과 DFT+LDA를 융합하는 방법(융합방법-B)를 고려하였다.In the present invention, as a method of improving the fault diagnosis performance by the fusion method, the LDA method showing excellent performance in the time domain and the DFT + LDA fusion method showing excellent performance in the frequency space (fusion method-A) are poorly performed. Although a wavelet with time-frequency information and a DFT + LDA are fused (fusion method-B).

{표 2}{Table 2}

Figure 112008002834188-PAT00026
Figure 112008002834188-PAT00026

그 결과 융합방법-A는 99.7%을 나타냈으며, 융합방법-B는 100%로 나타내 웨이블렛과 DFT+LDA를 적용한 융합방법이 가장 우수한 성능을 나타냈다. 이와 같이 인식률이 저조한 웨이블렛기반 방식이 융합에 기여하는 정도를 분석하기 위하여 표 2 및 도 4a 및 도 4b에 고정자 고장(F4) 데이터에 대한 고장상태별 기준특징값과의 유클리디언 거리비교를 통해 산출된 거리척도값을 나타냈다.As a result, the fusion method-A was 99.7%, and the fusion method-B was 100%, and the fusion method applying the wavelet and DFT + LDA showed the best performance. In order to analyze the contribution of the low wavelet-based scheme to the convergence, Table 2 and the Euclidean distance comparison with the standard feature values for each failure state for the stator failure (F4) data in FIGS. 4A and 4B The calculated distance scale value is shown.

표 2 및 도 4a 및 도 4b에서 보는 바와 같이 LDA와 DFT+LDA을 적용한 결과 고정자고장(F4) 데이터를 회전자고장(F3)으로 진단하였으며, 그 결과 융합을 하더라도 고정자고장(F4) 데이터를 회전자고장(F3)으로 진단하였다. 반면에 DFT+LDA을 적용한 결과가 고정자고장(F4) 데이터를 회전자고장(F3)으로 진단하였다 하더라도 웨이블렛에 의한 방법이 고정자고장(F4) 데이터를 고정자고장(F4)로 진단하여 최종 융합을 하였을 경우 고정자고장(F4) 데이터를 고정자고장(F4)으로 진단하였다. 이러한 결과는 고정자고장(F4)인 경우 LDA에 의한 방법보다 웨이블렛에 의한 방법이 진단 성능이 우수한 것에 기인한 것으로 분석된다.As shown in Table 2 and FIG. 4A and FIG. 4B, stator failure (F4) data was diagnosed as rotor failure (F3) as a result of applying LDA and DFT + LDA, and as a result, stator failure (F4) data was recovered even after fusion. Diagnosis was made by electronic failure (F3). On the other hand, even though the result of applying DFT + LDA diagnosed stator failure (F4) data as rotor failure (F3), the wavelet method diagnosed stator failure (F4) data as stator failure (F4) and finally fused it. In this case, stator failure (F4) data was diagnosed as stator failure (F4). These results were analyzed to be due to the superior diagnostic performance of the wavelet method than the LDA method in the case of stator failure (F4).

아래의 표 3 및 도 5에서는 정상(H1)데이터에 대한 고장상태별 거리 척도값 을 나타냈다. 웨이블렛을 적용한 결과 정상(H1)데이터를 고정자고장(F4)으로 진단하였다. 또한, DFT+LDA를 적용한 결과 정상(H1)데이터를 전압불평형(F1)으로 진단하였다. 그러나 웨이블렛과 DFT+LDA를 적용한 결과 정상(H1)데이터를 정상(H1)으로 진단하여 융합을 함으로써 성능이 향상됨을 확인할 수 있다. 즉, 웨이블렛 기법이 진단율은 낮지만 웨이블렛이 잘 분류하는 영역과 DFT+LDA방법이 잘 분류하는 영역이 서로 보완적으로 작용하여 인식률이 향상된 것으로 분석할 수 있다.Table 3 and FIG. 5 below show distance scale values for each fault condition for normal (H1) data. As a result of applying the wavelet, normal (H1) data was diagnosed as stator failure (F4). Also, as a result of applying DFT + LDA, the normal (H1) data was diagnosed as voltage imbalance (F1). However, as a result of applying the wavelet and DFT + LDA, it is confirmed that the performance is improved by diagnosing the normal (H1) data as the normal (H1) and fusion. In other words, it can be analyzed that the recognition rate is improved because the wavelet technique has a low diagnosis rate but a region classified by the wavelet well and a region classified by the DFT + LDA method complementarily.

{표 3}{Table 3}

Figure 112008002834188-PAT00027
Figure 112008002834188-PAT00027

본 발명에 따르면, DFT에 의해 실시간 전류신호를 주파수 공간으로 변환한 후 선형판별분석기법에 의해 고장상태를 특징을 추출한다. 또한, 웨이블렛 다해상도 기법에 의해 전류신호의 시간-주파수 정보를 갖는 특징을 추출한다. 최종 분류단계에서는 두 가지 특성을 융합함으로써 효과적으로 진단이 수행된다. 제안된 방법의 타당성을 보이기 위해 유도 전동기 고장진단 장치를 설계 및 제작한 후, 데이터 취득장치에 의해 실측 데이터를 이용하여 실험한 결과, 제안된 융합방법이 웨이블렛만을 적용한 경우보다 11.2%, DFT+LDA만을 적용한 경우보다 2.3% 성능이 향상된 것으로 나타났다. 따라서 제안된 방법의 경우 다른 분류기법에 비해 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.According to the present invention, after the real-time current signal is converted into the frequency space by the DFT, the fault condition is extracted by the linear discrimination analysis technique. In addition, a feature having time-frequency information of the current signal is extracted by the wavelet multi-resolution technique. In the final classification stage, the diagnosis is effectively carried out by fusing two characteristics. In order to show the feasibility of the proposed method, after designing and fabricating a failure diagnosis device for induction motor, and using the measured data by the data acquisition device, the proposed fusion method is 11.2%, which is DFT + LDA. It was found that the performance was improved by 2.3% compared to the case of applying only Bay. Therefore, the proposed method shows better performance than other classification methods.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the invention as described above, specific embodiments have been described. However, many modifications are possible without departing from the scope of the invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments of the present invention, but should be determined not only by the claims, but also by those equivalent to the claims.

도 1은 옥타브 밴드의 구조를 도시한 것이다1 shows the structure of an octave band

도 2는 융합알고리즘에 의한 고장진단 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a fault diagnosis process by a fusion algorithm.

도 3은 본 발명의 적용방법과 고장상태에 따른 진단율을 도시한 것이다.Figure 3 shows the diagnostic rate according to the application method and the failure state of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 고장상태 및 융합방법에 따른 거리척도를 도시한 그래프이다.4A and 4B are graphs showing distance scales according to a failure state and a fusion method.

도 5는 고장상태 및 융합방법에 따른 거리척도를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the distance scale according to the failure state and the fusion method.

Claims (5)

(1) 유도전동기에서 취득한 전류신호값을 각각 불연속 퓨리에 변환(DFT;Discrete Fourier Transform)과 선형판별분석(LDA;Linear discriminant analysis) 및 웨이블렛(Wavelet Transform)에 의해 특징벡터를 산출하는 단계;(1) calculating a characteristic vector by a discrete Fourier transform (DFT), a linear discriminant analysis (LDA), and a wavelet transform, respectively, of current signals obtained from an induction motor; (2) 상기 산출된 각각의 특징벡터를 기준모델과의 거리비교를 통해 유사도 값을 산출하는 단계;(2) calculating a similarity value by comparing the calculated feature vectors with a reference model; (3) 상기 산출된 유사도 값을 가중치 합의 방법에 의해 고장분류상태별 유사도로 산출하는 단계;(3) calculating the calculated similarity value as the similarity for each failure classification state by a weight agreement method; (4) 상기 기준모델과 유사도가 높은 모델을 선택하여 진단을 수행하는 단계;(4) performing a diagnosis by selecting a model having high similarity with the reference model; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법.Failure diagnosis method of the induction motor using the DFT and wavelets, characterized in that comprises a. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 불연속 퓨리에 변환(DFT)에 의한 특징의 추출은 하기의 식11을 이용하여 유도전동기의 전류신호를 주파수 공간으로 변환하여 특징벡터를 추출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법.In the extraction of the feature by the discrete Fourier transform (DFT), the fault diagnosis of the induction motor using the DFT and wavelet is characterized by extracting the feature vector by converting the current signal of the induction motor into the frequency space using Equation 11 below. Way.
Figure 112008002834188-PAT00028
(식 11)
Figure 112008002834188-PAT00028
(Eq. 11)
(단, X(k)는 이산 퓨리에 변환계수, N은 표본 수)(Where X (k) is the discrete Fourier transform coefficient and N is the number of samples)
청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 선형판별분석(LDA)에 의한 특징벡터의 추출은 유도전동기의 전류신호를 취득한 후 DFT에 의해 주파수 공간으로 변환한 후, 선형판별분석에 의해 차원이 축소된 고장패턴을 추출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법.The feature vector extraction by the linear discrimination analysis (LDA) is characterized in that after the current signal of the induction motor is acquired and converted into a frequency space by the DFT, the fault pattern whose dimension is reduced by the linear discrimination analysis is extracted. Fault diagnosis method of induction motor using DFT and wavelet. 청구항 3에 있어서, 상기 선형판별분석에 의해 고장패턴을 추출하는 것은,The method of claim 3, wherein the extraction of the failure pattern by the linear discrimination analysis, a) 측정된 학습용전류신호를 1차원 열벡터로 변환한 후 아래의 식 1과 식 2에 의해 BCS 행렬인 SB와 WCS 행렬인 SW를 구하는 단계;a) converting the measured learning current signal into a one-dimensional column vector, and obtaining the BCS matrix S B and the WCS matrix S W by Equation 1 and Equation 2 below;
Figure 112008002834188-PAT00029
Figure 112008002834188-PAT00029
b) 아래의 식8 및 식9와 같은 WSC행렬에 대한 BCS 행렬의 비를 최대화하는 정규직교행렬을 갖는 최적의 사영행렬 W를 식9에 의해 구하는 단계; 및b) obtaining by Equation 9 an optimal projective matrix W having a normal orthogonal matrix that maximizes the ratio of the BCS matrix to the WSC matrix, such as Equations 8 and 9 below; And
Figure 112008002834188-PAT00030
Figure 112008002834188-PAT00030
c) 아래 식에 의한 학습신호 xi 호에 대한 특징벡터 Ti를 구하는 단계;c) learning signal x i Obtaining a feature vector T i for the call;
Figure 112008002834188-PAT00031
Figure 112008002834188-PAT00031
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법.Failure diagnosis method of induction motor using DFT and wavelet, characterized in that consisting of.
청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 웨이블렛을 이용한 유동전동기의 특징벡터를 취득하는 것은, 취득된 한 상의 전류신호를 웨이블렛 다해상도 기법을 이용하여 주파수 대역별로 분할 한 후, 아래의 식 14에 나타낸 바와 같이 대역별로 존재하는 계수의 합을 구하여 산출하는 것을 특징으로 하는 DFT와 웨이블렛을 이용한 유도전동기의 고장진단방법.Acquiring the feature vector of the flow motor using the wavelet is, by dividing the acquired one-phase current signal by the frequency band by using the wavelet multi-resolution technique, and then sum the coefficients existing for each band as shown in Equation 14 below. The fault diagnosis method of the induction motor using the DFT and wavelets, characterized in that to obtain and calculate.
Figure 112008002834188-PAT00032
Figure 112008002834188-PAT00032
KR1020080003860A 2008-01-14 2008-01-14 Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet KR20090078075A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003860A KR20090078075A (en) 2008-01-14 2008-01-14 Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003860A KR20090078075A (en) 2008-01-14 2008-01-14 Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090078075A true KR20090078075A (en) 2009-07-17

Family

ID=41336266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080003860A KR20090078075A (en) 2008-01-14 2008-01-14 Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090078075A (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101218441B1 (en) * 2011-05-04 2013-01-04 한양대학교 산학협력단 Control System of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor and Method to Detect Sensor Fault thereof
CN103471865A (en) * 2013-09-12 2013-12-25 北京交通大学 Train suspension system failure isolation method based on LDA method
KR101348635B1 (en) * 2012-07-04 2014-01-08 한국전기연구원 Diagnosis apparatus and methof for broken rotor bar in induction motors
KR101420567B1 (en) * 2013-03-21 2014-07-17 울산대학교 산학협력단 Method for Fault Classification of Induction Motors
KR101526100B1 (en) * 2014-01-09 2015-06-04 울산대학교 산학협력단 Defect characteristic extracting method and apparatus of induction motor using 3 dimensional color model
CN105548764A (en) * 2015-12-29 2016-05-04 山东鲁能软件技术有限公司 Electric power equipment fault diagnosis method
CN107817745A (en) * 2017-10-31 2018-03-20 东北大学 Industrial process fault monitoring method based on clump stream forming core linear discriminant analysis
CN107831743A (en) * 2017-10-31 2018-03-23 东北大学 Industrial process method for diagnosing faults based on credible soft label linear discriminant analysis
CN108919120A (en) * 2018-07-20 2018-11-30 南京怡咖电气科技有限公司 A kind of energy internet fault diagnosis method for power converter
CN110006652A (en) * 2019-04-12 2019-07-12 燕山大学 A kind of Fault Diagnosis of Roller Bearings and system
KR102079034B1 (en) * 2019-01-30 2020-02-19 윤상흠 Method and device for diagnosing rotor bar fault and load fault in the squirrel cage induction motors using current space vector and fourier or wavelet transform
CN111044902A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 朗斯顿科技(北京)有限公司 Motor fault diagnosis method based on current and voltage signals
KR102126493B1 (en) * 2019-11-22 2020-07-07 엠앤디테크놀로지 주식회사 Electric Motor Failure Remote Diagnosis System
CN112255495A (en) * 2020-09-10 2021-01-22 西安理工大学 Micro-grid high-resistance fault detection method
KR102309559B1 (en) * 2020-06-17 2021-10-07 광주과학기술원 The method for detecting fault of motor
CN113835029A (en) * 2021-09-22 2021-12-24 西安工业大学 Motor fault diagnosis evaluation standard construction method and system and computer storage medium
WO2022245004A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 주식회사 원프레딕트 Method for diagnosing bearing fault on basis of motor three-phase current signal, and device for performing method
KR20230020300A (en) * 2021-08-03 2023-02-10 윤상흠 The elevator defect diagnosis monitoring system based on induction motor current data

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101218441B1 (en) * 2011-05-04 2013-01-04 한양대학교 산학협력단 Control System of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor and Method to Detect Sensor Fault thereof
KR101348635B1 (en) * 2012-07-04 2014-01-08 한국전기연구원 Diagnosis apparatus and methof for broken rotor bar in induction motors
KR101420567B1 (en) * 2013-03-21 2014-07-17 울산대학교 산학협력단 Method for Fault Classification of Induction Motors
CN103471865A (en) * 2013-09-12 2013-12-25 北京交通大学 Train suspension system failure isolation method based on LDA method
KR101526100B1 (en) * 2014-01-09 2015-06-04 울산대학교 산학협력단 Defect characteristic extracting method and apparatus of induction motor using 3 dimensional color model
CN105548764A (en) * 2015-12-29 2016-05-04 山东鲁能软件技术有限公司 Electric power equipment fault diagnosis method
CN107817745A (en) * 2017-10-31 2018-03-20 东北大学 Industrial process fault monitoring method based on clump stream forming core linear discriminant analysis
CN107831743A (en) * 2017-10-31 2018-03-23 东北大学 Industrial process method for diagnosing faults based on credible soft label linear discriminant analysis
CN107831743B (en) * 2017-10-31 2019-12-10 东北大学 Industrial process fault diagnosis method based on credible soft label linear discriminant analysis
CN108919120A (en) * 2018-07-20 2018-11-30 南京怡咖电气科技有限公司 A kind of energy internet fault diagnosis method for power converter
KR102079034B1 (en) * 2019-01-30 2020-02-19 윤상흠 Method and device for diagnosing rotor bar fault and load fault in the squirrel cage induction motors using current space vector and fourier or wavelet transform
CN110006652B (en) * 2019-04-12 2020-04-03 燕山大学 Rolling bearing fault diagnosis method and system
CN110006652A (en) * 2019-04-12 2019-07-12 燕山大学 A kind of Fault Diagnosis of Roller Bearings and system
KR102126493B1 (en) * 2019-11-22 2020-07-07 엠앤디테크놀로지 주식회사 Electric Motor Failure Remote Diagnosis System
CN111044902A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 朗斯顿科技(北京)有限公司 Motor fault diagnosis method based on current and voltage signals
CN111044902B (en) * 2019-12-31 2022-04-26 朗斯顿科技(北京)有限公司 Motor fault diagnosis method based on current and voltage signals
KR102309559B1 (en) * 2020-06-17 2021-10-07 광주과학기술원 The method for detecting fault of motor
CN112255495A (en) * 2020-09-10 2021-01-22 西安理工大学 Micro-grid high-resistance fault detection method
CN112255495B (en) * 2020-09-10 2023-10-24 西安理工大学 Micro-grid high-resistance fault detection method
WO2022245004A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 주식회사 원프레딕트 Method for diagnosing bearing fault on basis of motor three-phase current signal, and device for performing method
KR20220158138A (en) * 2021-05-20 2022-11-30 주식회사 원프레딕트 Diagnosis method for bearing defect using 3 phase motor current signal and apparatus for performing the same
KR20230020300A (en) * 2021-08-03 2023-02-10 윤상흠 The elevator defect diagnosis monitoring system based on induction motor current data
CN113835029A (en) * 2021-09-22 2021-12-24 西安工业大学 Motor fault diagnosis evaluation standard construction method and system and computer storage medium
CN113835029B (en) * 2021-09-22 2024-05-24 西安工业大学 Motor fault diagnosis evaluation standard construction method, system and computer storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090078075A (en) Fault diagnosis of inductirn motors by dft and wavelet
Ciabattoni et al. Statistical spectral analysis for fault diagnosis of rotating machines
Ngui et al. Wavelet analysis: mother wavelet selection methods
Kang et al. Singular value decomposition based feature extraction approaches for classifying faults of induction motors
Yiakopoulos et al. Rolling element bearing fault detection in industrial environments based on a K-means clustering approach
CN110243590B (en) Rotor system fault diagnosis method based on principal component analysis and width learning
Kang et al. Reliable fault diagnosis of multiple induction motor defects using a 2-D representation of Shannon wavelets
Zanardelli et al. Wavelet-based methods for the prognosis of mechanical and electrical failures in electric motors
CN108009584A (en) Deficient based on the detection of single source point determines blind source separation method
Chuang et al. The diagnosis method of stator winding faults in PMSMs based on SOM neural networks
CN111504640B (en) Weighted sliding window second-order synchronous compression S transformation bearing fault diagnosis method
CN111428772B (en) Photovoltaic system depth anomaly detection method based on k-nearest neighbor adaptive voting
Varanis et al. Statements on wavelet packet energy–entropy signatures and filter influence in fault diagnosis of induction motor in non-stationary operations
Long et al. Motor fault diagnosis using image visual information and bag of words model
CN112577743A (en) Rolling bearing fault diagnosis method based on maximum local boundary criterion
CN112966632A (en) Fault identification method and system based on vibration signal imaging
Tian et al. Compound Fault Diagnosis of Stator Interturn Short Circuit and Air Gap Eccentricity Based on Random Forest and XGBoost
Karvelis et al. An intelligent icons approach for rotor bar fault detection
CN117571316A (en) Composite fault diagnosis method and system
Dişli et al. Deep transfer learning-based broken rotor fault diagnosis for Induction Motors
Georgoulas et al. Automatizing the broken bar detection process via short time Fourier transform and two-dimensional piecewise aggregate approximation representation
KR100786229B1 (en) On-Line Fault Detecting Method for 3-Phase Induction Motor
Li et al. An approach for fault diagnosis of bearings using wavelet-based fractal analysis
Rosero et al. Detection of stator short circuits in PMSM by mean of joint time-frequency analysis
CN113219333A (en) Frequency spectrum parameter processing method during motor fault diagnosis

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application