局放脉冲在电机绕组及SSC中传播特性的实验

为了全面了解局部放电脉冲在电机定子绕组及检测传感器中的传播特性,在应用部分单元等效电路(partia le lem en t equ iva len t c ircu it,PEEC)模型分析定子槽耦合器(stator slot coup ler,SSC)与绕组线棒耦合通道特性的基础上,对一台模拟实验电机的定子绕组进行了系统的实验研究。得到了单个线圈及其端部的传播通道频率特性、一相绕组传播通道频率特性和相间耦合的频率特性,并在一相绕组的不同位置放入SSC,时域下分析了各个传感器对脉冲信号的耦合结果。所得到的规律可为分析电机定子绕组局部放电特征及其检测提供有效的指导。     

发电机定子绕组中放电脉冲传播规律的实验研究

研究了在大型汽轮发电机定子绕组中，局部放电产生的陡前沿脉冲传播这一复杂的电磁暂态过程。介绍了在１００ＭＷ和２００ＭＷ的汽轮发电机定子绕组下线过程中，对单根线棒、半相绕组、单相绕组、三相绕组，施加以陡前沿脉冲及其响应的实测结果。波形记录采用高速的数字示波器ＨＰ５４５０２Ａ。通过对实验结果的分析处理，得到了陡前沿放电脉冲在定子绕组中传播的衰减与延迟的规律，和绕组的频率特性。研究的结果可为大型发电机定子绕组绝缘状态监测提供必要的依据     

采用微线结构传感器的高压电机定子绝缘监测系统的研究

局部放电在线检测技术是高压旋转电机定子绕组绝缘监测的有效方法。介绍了一套对大型汽轮发电机和高压异步电动机进行在线局放检测的系统 ,该系统采用一种基于微线理论的新型放电传感器 (简称 MSL S)获取局放信号。详细地研究了该传感器的特性 ,并在实验的基础上研究了该系统的抗干扰能力 ,结果表明该系统有更好的抗干扰性能。同时 ,对放电量的标定问题进行了讨论 ,指出检测系统的输出信号受检测电路的频率特性、局放信号本身的频谱和从放电点到传感器的传递函数诸因素的影响。对于电机这一类绕组型的绝缘结构 ,视在放电量的标定是与放电点的定位密切相关的。     

双余度永磁同步电机温度场分析

介绍了一种各相绕组间低热耦合无电磁耦合双余度永磁同步电机.通过二维电磁场有限元分析,得到了电机定子绕组铜耗,定子铁心大齿、小齿和轭部铁耗,以及永磁体和护套的涡流损耗,计算出它们的生热率.根据传热学理论,确定了电机各部件的导热系数和表面传热系数,并对定子绕组线圈进行了精细化建模,建立了电机三维温度场模型,通过有限元分析得到了额定工况下电机的三维全域稳态温度分布结果.当一套绕组发生单相短路故障另一套绕组单独工作时,故障相绕组和工作绕组最高温度相差7.1,℃,说明相绕组间热耦合较低;当两套绕组同时工作时,机壳表面最高温度的分析结果和实验结果误差为4.5%,,验证了分析方法的有效性.     

用荧光光纤技术检测局部放电信号传感器的研究

为探索利用放电光效应对局部放电进行检测的新方法 ,在分析荧光光纤和局部放电的光谱特性的基础上 ,提出了用来检测放电的三种荧光光纤传感器的结构。对 3种传感器特性进行了试验研究比较 ,并将其中一种传感器用于高压电机的局部放电检测。结果表明该传感器和其它检测手段相配合可以有效地提高电机定子绝缘状态监测与保护的可靠性。采用相关分析可以提高传感器的灵敏度。     

变压器绕组对局部放电电磁波传播特性的影响

为了研究变压器绕组对局部放电电磁波传播特性的影响,根据一台330kV变压器绕组的实际结构,建立了变压器绕组仿真计算模型。采用时域有限差分法(FDTD)研究了局部放电发生在绕组内部和外部时,变压器绕组对电磁波时域波形幅值的衰减规律,以及在相同的条件下绕组对局部放电电磁波频谱分布的影响,并通过与无障碍空间中传播时局部放电电磁波的频率特性进行对比,得到了局部放电电磁波不同频率段的频率幅值和,及其在总频率幅值和中所占的比例。研究发现:绕组对内部放电和外部放电产生的局部放电电磁波传播特性的影响不同,绕组对内部放电产生的不同频率段电磁波的幅值有增强的作用,而且对1 000~2 500MHz高频段的增强作用比其他频率段强;绕组对外部放电产生的电磁波幅值有较强衰减作用,穿过绕组后电磁波的幅值至少衰减为无障碍空间时幅值的70%。     

PWM控制隔爆异步电机定子绕组短路损耗分析

矿用隔爆电机是煤矿井下设备的主要驱动电机,大部分采用逆变器供电,使得电机的谐波损耗增大;定子绕组短路故障是电机的主要故障类型,发生短路故障后,电机的损耗也会发生变化,对PWM供电防爆异步电机定子绕组短路故障损耗变化的研究对电机温度场的研究和故障诊断具有重要的理论意义。为了对定子绕组故障后的电机损耗的特点和变化规律进行研究,建立了一台刮板输送机用防爆异步电动机定子绕组短路故障时的场-控-路耦合二维有限元模型,首先对电机的定子电流和气隙磁密的进行计算,然后对电机的铜耗、磁滞损耗和涡流损耗进行了计算和分析。通过分析可知:电机发生定子绕组短路故障后,故障相的电流增大,使得电机的铜耗大大增加,磁滞损耗和涡流损耗也增加。通过对电机整体损耗的分析,为电机温度场的计算和故障诊断提供理论依据。     

基于电机定子电流的齿轮故障诊断方法

齿轮故障诊断一般采用振动信号进行故障特征提取,但振动诊断法不便于安装传感器,易受环境和噪声影响.电机本身具有传感器的特性,定子相电流等信号能够反映负载转矩的变化.因此,针对由电机驱动的齿轮传动系统,提出了一种基于电机定子相电流分析的齿轮无损故障诊断方法.推导了电机定子电流如何反应负载转矩的特性,并分析了齿轮正常与故障状态下定子电流的频谱特征,发现可通过观察边频带的出现来判断齿轮发生局部式故障.通过Matlab对故障诊断原理进行了仿真验证,在实验平台上结合频谱分析成功检测出了齿轮断齿故障.     

三相交流电机的受控源等效电路及其分析

根据动态磁耦合电路的观点分析三相隐极型电机定子绕组、转子绕组以及它们之间的关系,得到了电机定、转子分离的受控源电路模型,并通过该电路模型分析电机的各种工作状态.     

变频空调压缩机电机高频参数的提取

为了分析变频空调中压缩机电机对变流器产生的传导电磁干扰(EMI)的传播特性的影响,建立了考虑输入线对地电容的压缩机电机高频等效电路模型。基于电机阻抗频率特性测量和最小二乘法拟合,提取了电机高频参数。仿真分析了各高频参数对传导EMI的影响,确定了绕组中性点对地电容是最灵敏的参数。通过在电机三相输入端和接地线间施加脉冲电压激励,比较了响应电压波形及频谱的仿真和测量结果,对模型进行了验证。结果表明:该电机高频模型及其参数提取方法是有效和准确的。     

一种三相永磁直线电机十极十二槽定子绕组

该实用新型公开了一种三相永磁直线电机十极十二槽定子绕组,包括定子绕组,所述定子绕组为分数槽集中绕组中的十极十二齿槽绕组结构,定子绕组由若干定子绕组单元串联组成,安装在每个定子绕组单元中的十二个齿槽内的A、B、C三相绕组按一定规律排列,每个齿槽内嵌入双绕组;每个定子绕组单元的长度对应的三相永磁直线电机动子为五对极。因此,本新型设计的定子绕组结构简单,制造工艺简单,有利于槽满率的提高、增加电机出力、提高电机效率、反电势波形好、降低齿槽转矩和转矩波动,使得三相永磁直线电机运行平稳、减弱了电机的震动、降低了电机的故障率。     

检测电缆附件局部放电内置传感器的特性分析

针对高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylen,XLPE)电缆的结构及其附件内部易出现绝缘缺陷而导致放电的特点,基于电容耦合原理研制出用于电缆附件局部放电(partialdischarge,PD)信号检测的宽频带电容型内置传感器,通过建立传感器特性分析的电路模型,全面分析了影响传感器性能的各个因素,对其响应的频率特性进行了实测,并在实验室110 kV XLPE电缆PD试验平台上对电缆接头内部沿固体复合介质表面产生的放电进行试验研究。测试结果表明:研制的内置电容型传感器频率响应特性优异,能传感纳秒级暂态脉冲信号,其有效频带达500 MHz,可以用于XLPE电缆及附件PD超高频(Ultra-high frequency,UHF)信号的检测。     

同步发电机定子绕组匝间短路下电磁转矩和振动分析

在考虑气隙偏心的情况下,分析了定子绕组匝间短路后同步发电机气隙磁场的变化特征,得到该内部故障前后电磁转矩和振动的变化规律,特别是瞬时转矩中的脉冲转矩分量幅值和频率的变化特征．应用场路耦合法分析了内部故障与偏心双重条件下的电机端电流第17阶和第19阶分量特征．通过动模实验实测了一台容量为7．5kVA的发电机定子绕组匝间短路时的定子垂直方向振动加速度信号并对其进行了离散频谱分析．结果表明,发电机定子绕组匝间短路后,其2倍基频振动加速度变化大,第17阶和第19阶谐波电流幅值可作为检测未发生或发生内部故障的电机的动态偏心严重程度的特征值     

用于GIS局部放电检测的电容型传感器

气体绝缘组合电器(GIS)的同轴结构有利于局部放电激发的电磁场传播，为内部传感器检测局部放电提供了有利的条件，针对GIS结构及其中局部放电的特点，设计了用于局放信号检测的圆板型和圆环型两种内置电容耦合式传感器，描述了该传感器的结构。通过方波响应试验仿真与试验实测研究了传感器频率响应特性，并采用方波信号输入输出关系曲线分析了传感器对暂态信号搞合的输入输出特性。用所设计的传感器进行GIS模拟装置中电晕放电脉冲实测，实测结果表明设计的传感器性能可靠，灵敏度较高，可用于GIS局部放电的测量。     

直接检测无刷直流电机转子位置信号的方法

为了实现无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过比较逆变器直流环中点电压和电机断开相绕组端电压的关系,直接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,当电机运行在低速时该检测方法可以良好地工作,因此应用此检测方法构成的无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的速度范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。     

基于Maxwell2D的高速永磁同步电机磁场有限元分析

高速电机损耗的主要组成部分是定子绕组铜耗,若电机定子绕组铜耗高,将导致电机绕组发热严重、电机使用寿命短。为此,提出一种新的电机定子槽数与绕组线圈的搭配方案,依据给定的技术指标,运用Ansoft/Maxwell2D建立了一台高速永磁同步电机的二维有限元仿真模型,对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明,电机定子槽数、尺寸与绕组线圈的搭配可影响定子绕组损耗,其中槽数与导线线径影响最大;其次,电机定子槽数、尺寸与线圈的合理搭配可显著降低定子绕组损耗,提高电机性能,上述研究结果为电机结构设计降低定子损耗提供参考依据。     

基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法

对感应电机定子绕组进行直流温升测试,可以在避免转子温度干扰的条件下,有效分析和验证定子的散热能力。然而,定子绕组温升实验存在耗时长和难以获得绕组最高运行温度的问题,而利用热模型计算所得的绕组温升精度又较难保障。为此,提出一种基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法。该方法通过热网络模型描述定子绕组温度的变化,再利用定子绕组温升实验的若干样本数据,结合参数估计原理,准确获得热网络模型参数,从而对定子绕组的整个温升过程进行有效估计。结果表明:在完成参数估计后,定子绕组热网络模型可准确获得不同电流条件下的定子绕组温升过程。因此,所提温升测试方法不仅可节约温升测试的实验时间,还可获得实验中无法测量得到的定子绕组最高运行温度,为电机定子绕组后续设计与改进提供一定依据。     

发电机定子绕组局部放电超声波在线定位分析

通过实验分析了局部放电超声波信号在发电机定子内的传播特性以及该超声信号和发电机正常运行时背景噪声信号的区别,证明超声波对发电机定子绕组局部放电点的在线定位是可行的.为实现无盲区监测,将发电机定子按一定比例分成数等份.通过电一声检测法建立局部放电定位方程组,利用遗传算法对该方程组进行仿真优化计算.仿真计算结果表明,提出对发电机定子局部放电的定位方法是正确的.     

扇区集中式改进型不等齿多相永磁同步电机分析

为了降低电动汽车用表贴式永磁同步电机(surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)的相间互感,提高其容错性能,提出一种可模块化设计的采用改进不等齿宽定子的扇区集中式分数槽集中绕组(fractional slot concentrated winding,FSCW)定子拓扑结构。在此基础上,推导了这种新拓扑结构仅由定子绕组产生的气隙磁密频谱的可行极槽组合,并对其可选的极槽组合方案进行分析。有限元分析(FEA)证明了这种新型拓扑结构可以有效地减小相间互感,提高输出转矩。通过建立采用这种新型拓扑结构的每相2线圈、每相3线圈、每相4线圈的六相SPMSM模型,比较反电动势(electromotive force,EMF)、转矩脉动、损耗和隔磁性能,得出了每相2、3、4组线圈的扇区集中式改进型不等齿FSCW电机的特性。结果表明,每相偶数组线圈和极数较少的极槽配合方案的转矩波动更低,隔磁性能更好,另外,每相线圈数越多电机的永磁体涡流损耗越低,但定子铁芯损耗越高。     

浅谈高压电机的局部放电及其在线监测方法

高压交流电机定子主要故障之一是定子绕组绝缘故障，局部放电往往是故障前的征兆，它与电机定子绕组绝缘状况有着密切关系．为了提高电力系统运行的可靠性，提高供电质量，减少停电事故，有必要对局部放电进行分析研究并进行监测，从而诊断绝缘状况，及时处理故障，防患于未然。