基于参数模型永磁同步电机定子绕组匝间短路故障研究_图文

1、 电机 与控 芾 应用 ， （ ） 运行与保护 ÷ 【 一 一 一 厶 表 给 出 了 当 电机 运 行 在 不 同状 态 下 ， 轴 电流 中二次 谐 波 含量 的变 化 。可 以看 出 ， 随 着 外 （ ） 部 给定 的变 化 ， 轴 电 流 中 的 二 次谐 波 分 量 随 之 当给 定负 载转 矩 ， 轴 电流 只 取 决 与 故 障 电流 。如前 所述 ， 随着 故 障严 重 程度 增 加 ， 故 障 电流减 小 ， 从 而导 致 轴 电流 均方 根减小 。 变化 ， 但是 ， 在 同样 故 障严 重 程 度 下 ， 其 变 化 的 幅 矗 度 非常 小 。另 外 ， 随

2、着 故 障严 重 程度 的加 重 ， 轴 电流 中的二次 谐波 含量 发生 非常 显著 的变化 。 图 给出了当电机发生单 匝绕组短路时 的电机 电磁转矩波形 。如图 所示 ， 在故 障状 态下 ， 电磁转 矩产 生脉动。 比较 电磁转矩公 式 （ ） 和式 （ ） ， 短 表 给定 不 同 速 度 和 负 载 转 矩 时 轴 电流 二次 谐 波 含量 路故障形成的故障电流产生一个制动转矩分量。由 于短路 电流在短路环路中的流动方 向与 正常绕组 中 流人 的电流 方 向相 反 ， 反 电动势 与故障 电流相 互作 用产 生制动转矩 ， 从而导致 电磁转矩脉动。 通过 以上 分 析 可 知 ，

3、 轴 电 流 中 的二 次 谐 波 分量作 为 绕组 匝间短 路故 障严 重程 度 的判 断 依据 准确 ， 并 且 受外 部 给定 量 变 化 的影 响小 ， 可 靠 性高 。 图 单 匝短 路 时 电机 电磁 转矩 波形 分析可知 ， 不同信号的幅值取决于短路故障的 严重程度 ， 但是 ， 这 些信 号往 往受 负载转 矩 、 角 速度 等给定量 的影 响。因此 ， 这些信 号量 不能 用于 判定 故障严重程度 。但是 轴 电流中的二次谐 波分量主 要受故 障严重程度的影 响 ， 也就是说 ， 可 以忽 略外部 给定量对它 的影响 。因此 ， 轴 电流 的二次谐波分量 可选作为对 匝间短路

4、故 障严 重程度判断 的依据。如 图 所示 ， 给出电机 给定转 速为 ， 负载转 结 语 文 中推导 了五相 永磁 同步 电机 在定子 绕 组发 生 匝间短 路故 障 时 ， 采 用静 止 坐 标 系 和 两相 旋 转 坐标 系下 的两 种 参 数 模 型 ， 可 以反 映 出发生 绕 组 匝 间短 路 故障 时对 电机参 数性 能 的影 响 。该模 型 可作 为故 障诊 断和状 态监 测 的基础 研究 。仿 真结 果证明了该参数模型的有效性 ， 通过详细的分析 来说 明 匝间短路 故 障对 电机运 行状 态性 能产 生 的 影 响。提 出 了基 于 轴 电流二次谐 波 分量 来 作为 矩为

5、 时 ， 在不 同故障严重程度下 轴电流 中 二次谐波含 量 的仿 真结果 。可 以得 出， 随着 绕组 短 路 匝数 的增加 ， 轴电流中的二次谐波分量也增加 。 故障严重程度判定依据的理论 ， 且该方法实 现简 单， 同时 可 以实 现在 线诊 断 。 【 参 考 文 献】 ： ， ， （ ） ： 李小庆 ， 朱景伟 ， 王健 ， 等 永磁 容错 电机故 障识 别 与检测方 法 电机 与 控制 应 用 ， ， （ ） ： 刘振兴 ， 尹项 根 ， 张哲 基 于瞬 时功率 信号 频谱 分 图 不 同故障状态 轴电流二次谐波含量 析 的鼠笼式异步 电机转子故 障在 线诊断方法 一 一 运行与保

6、 护 迫击 乙 与才 空 制 应用 ， （ ） （ 上接 第 页） 袁宝 国 ， 曹 镇荣 ， 王胜 国 直 流 电动机 反 电动 势对 其 电流脉动 频率 的影 响 中国电机 工程 学报 ， ， （ ） ： 能质量 扰 动 检 测新 方 法 中 国电 机 工 程 学 ， ， （ ） ： 黄传金 ， 宋海军， 陈铁 军 ， 等 基于 滤波 的直 胡志华 ， 袁 宝 国， 周政 新 直 流 电动机 无传感 器测 流 电动机起动电流高频分量提取方法 微特 电 机， ， （ ） ： 速 的一个特例 电机与控制应用 ， ， （ ） ： 黄传金 ， 宋 海军 ， 陈铁军 ， 等 微 型直流 电动机 电枢

7、 电流 提 取 新 方 法 微 特 电机 ， ， （ ） ： 李宗 阳 ， 吴旭升 ， 张俊洪 ， 等 异槽式单叠 绕组直 流 电机换 向性 能研 究 电 机控 制 学 报 ， ， （ ） ： 周铜 ， 谭联峰 ， 等 基 于局部均值 分解和极 值 雷钢 ， 差分 的直流 电机 间接测速方法 电机 与控 制应 用， ， （ ） ： 石山 ， 励庆孚 直流电机换向火花的数值 分析 电工电能新技术 ， （ ） ： 黄进 ， 黄建华 ， 张伟 ， 等 基于小波分 析的直流 电机 转矩一 转速特性测试 中 小 型 电机 ， ， （ ） ， 黄传金 ， 许春香 基于 和 中心极值差分的直流 电机间接测 速 微 电机 ， ， （ ） ： ， 魏云冰 ， 黄进 ， 黄建 华 基于小 波包 变换 的 电机测 试信号去噪处