浅谈FFT算法在电机保护系统中的应用分析

时间：2021-10-14

沈建伟

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：微型电机具有体积小、重量轻、便于控制等优点，已广泛应用于生产消费等领域.为保证微型电机的性能满足使用要求，实时监测是必不可少的环节.在传统的电机保护中，信号处理采用的都是模拟滤波器.与模拟滤波器相比，数字滤波器具有更高的灵活性和稳定性。本文提出一种基于FFT算法的电压信号处理方式，利用FFT可以由输入序列直接计算出输入信号的直流分量以及各次谐波的幅值和相位的特点，大大简化了谐波分量的计算。

关键词：FFT；电机保护；数字信号处理

0引言

FFT是一种DFT的高效算法，基本上可分为时间抽取法和频率抽取法，把长序列分为短序列，可在时域或频域进行。常用的时域抽取方法是按奇偶将长序列不断变为短序列，输出序列为顺序序列，而一般的时间抽取法和频率抽取法处理的长度只有N=2^M。本文主要研究FFT算法在电力监控产品中的应用效果，不仅能够有效去除谐波干扰，还可以有选择地单独计算谐波分量，充分利用了FFT的原位性.

1.安科瑞智能电动机保护器介绍

1.1产品介绍

智能电动机保护器(以下简称保护器)，采用单片机技术，具有抗干扰能力强、工作稳定可靠、数字化、智能化、网络化等特点。保护器能对电动机运行过程中出现的过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等多种情况进行保护，并设有SOE故障事件记录功能，方便现场维护人员查找故障原因。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、以及民用建筑等领域。本保护器具有RS485远程通讯接口，DC4-20mA模拟量输出，方便与PLC、PC等控制机组成网络系统。实现电动机运行的远程监控。

1.2技术参数

1.2.1数字式电动机保护器

1.2.2模块式电动机保护器

1.3产品选型

6 结束语

本文研究了一种由DFT优化演变而来的FFT算法，与传统方法相比，该算法具有高效的运算效率，为信号处理提供了良好的条件。仿真结果证明，该算法能够减少信号处理所需的时间，可以直接计算出电压信号的直流分量以及各次谐波的幅值和相位，便于分析谐波的分量，有利于继电器及时做出断电的决策。

参考文献

[1] 李加升，熊洁，阳磊.基于FFT算法的电流信号检测装置设计[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2020,29(6):58-62.

[2] 李哲，李明.电力电子装置高精度FFT方法对比分析[J].科学技术新,2020(30):43-44.

[3] 姜翟跃，徐浩南，巫乐文，张敬昊，江豪杰.FFT算法在电机保护系统中的应用分析

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版

作者简介：沈建伟，男，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电。

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