基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。     

基于Maxwell的永磁同步电机短路故障诊断研究

针对缺少成熟电动机分析方法的情况,文章建立了基于Maxwell的永磁同步电动机二维有限元模型。通过仿真得到电机在正常工作和匝间短路故障情况下的电磁场分布和相关性能曲线。得到了不同条件下,反电势三次谐波含量随匝间短路程度的加剧而减少等结论,为永磁同步电机定子绕组早期匝间短路故障诊断提供了依据。     

无刷直流电机匝间短路故障定位及定量评估方法研究

针对无刷直流电机匝间短路故障问题,提出一种结合深度迁移学习和多维特征拟合方法,以实现匝间短路故障的精确定位和定量评估。同步采集电机定子绕组的三相电流信号,将一维电流信号转化为图像信号,采用基于迁移学习的卷积神经网络实现匝间短路故障的定位,在确定故障相之后,从电流信号中提取并筛选敏感特征,采用特征拟合方法实现故障等级的定量评估。实验结果表明,所提出的方法能够实现100%精度的故障相定位,同时故障定量评估的相对平均误差低至4.33%。该方法对于永磁电机系统的定子绕组故障精确定位和精密诊断具有潜在的应用价值。     

大功率电力机车异步牵引电机的典型故障研究

通过分析相电流信号,对大功率电力机车异步牵引电机的两种典型故障——转子断条故障和定子绕组匝间短路故障进行故障诊断,建立电机故障情况下的有限元模型并进行仿真.结果表明,电机故障引起了三相电流不对称,基于故障后的三相电流,利用频谱分析法和对称分量法进行后处理运算,可以提取到明显的故障特征,能够有效的诊断转子断条故障和定子绕组匝间短路故障.实验所得结果与仿真及理论分析吻合,证明了故障模型的正确性,也验证了基于相电流信号的故障诊断方法的有效性.     

基于Park变换和DRNN的定子绕组匝间故障诊断方法

采用定子电流信号检测方法诊断三相交流电机定子绕组匝间短路故障时,会受到电网电压不对称和负载变化等因素的影响,为克服这一缺陷,提出了基于派克变换和对角递归神经网络(DRNN)的定子绕组匝间故障诊断方法.该方法根据派克变换得到三相电流派克矢量模的轨迹变化,通过频谱分析提取故障严重度特征因子.为进一步确定短路绕组的匝数,综合考虑负载、三相输入电压不平衡度的变化情况,构建基于DRNN的短路匝数诊断模型.根据此方法,构建了试验系统并进行了匝间短路试验,试验结果证明:基于Park变换和DRNN的诊断方法,不但在稳态工况下可精确确定定子绕组短路故障的严重度及匝数,而且在电机启动、负载、电压不平衡动态变化时,取得比前馈神经网络(FFNN)故障诊断模型更好的诊断结果.     

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     

电机匝间短路故障的仿真研究

电机匝间短路故障的仿真研究是以电机匝间的气隙励磁磁通密度信号为研究对象的,通过采集系统进行数据实时采集,再运用小波包分解对数据进行分析,提取故障信息,最后运用BP神经网络对数据进行训练和测试,从而达到对电机匝间短路故障以及故障位置的准确判断.通过运行表明,此方法故障识别率高、方便灵活而且诊断精度高.     

车用电机控制器功能安全及主动短路分析

根据永磁同步电机的数学模型,求解了不同工况下永磁同步电机进入主动短路时的电流和转矩输出情况,揭示了主动短路电机输出与电机参数之间的数学关系,并通过仿真和实验进行了验证.从理论角度分析了主动短路作为安全关断方法的优缺点,提出了永磁同步电机主动短路状态下的电流计算公式,为电机控制器选择合适的功率器件提供了依据.     

基于高阶谱的异步电机定子匝间短路故障诊断方法研究

传统的信号频谱分析方法应用在信噪比低、故障特征不明显的异步电机定子匝间短路故障诊断中,往往会出现因为故障的频谱图差别不大而导致误判的问题,为此提出了一种基于高阶谱的定子匝间短路故障诊断方法。高阶谱相较于传统频谱分析,具有良好的抑噪性,同时还保留了信号的非线性相位信息,解决了定子匝间短路故障快速诊断的问题。通过理论联系实例分析表明:发生定子匝间短路故障与未发生故障的电流信号"最大幅值"处双谱水平切片图完全不同,且随着故障严重程度的增加,其谐波分量越多,幅值越大。由此验证了该方法可以有效地提取出信号中的非线性特征,完成了对异步电机定子匝间短路故障的诊断,具有良好的实际应用前景。     

新型有轨电车用双定子永磁同步驱动电机的设计

驱动电机是有轨电机牵引传动系统的核心部件,要求电机体积小、重量轻、可靠性高.永磁同步电机由于其低损耗和高功率密度的特点作为驱动电机使用有很大的优势.设计了一台新型结构的55 kW双定子永磁同步电机,对其进行了空载和负载状态下的仿真,证明了设计方案的可行.将双定子与单定子结构永磁同步电机进行对比分析,表明双定子电机拥有高功率质量密度和功率体积密度的优点.而且双定子电机还有故障状态下具有容错运行能力的特点,为现代有轨电车驱动用双定子永磁同步电机的设计与研究打下了基础.     

电动汽车用永磁同步电机超前角弱磁控制

提出了一种电动汽车用内置式永磁同步电机超前角弱磁控制方案,实现了高倍、平滑扩速和降低控制系统成本的目的.该控制方案以电机端电压对变频器直流母线电压的利用率为基础,通过构建一个新的电压指数外环,从而确定定子电流矢量角的偏移度,最终实现弱磁扩速的目的.该方案弱磁过渡平滑,且与电机参数无关,并能实现电动汽车用永磁同步电机的高...     

汽轮发电机定子内部故障的负序阻抗方向保护

现有的绝大多数汽轮发电机中性点侧只引出3个端子。通常装设的完全纵差保护只能反应相间短路故障,纵向基波零序过电压保护和故障分量负序方向保护等对匝间短路故障都存在较大的动作死区。为提高汽轮发电机匝间短路故障的保护动作率,通过分析机端等值负序阻抗在电机内部不对称故障和外部不对称情况下的不同规律,提出了基于相角范围的负序阻抗方向判据。在此基础上考虑到各种防误动措施,提出了一种新的发电机定子内部不对称故障保护方法——由负序电流启动的故障分量负序阻抗方向保护(Z2′)。运用"多回路分析法",对两台典型汽轮发电机所有可能发生的内部短路故障进行了仿真计算和灵敏度分析。结果表明,Z2′保护对定子内部不对称故障(尤其对内部匝间短路故障)的灵敏性和保护范围都优于现有的其他原理保护,能为只引出3个中性点的汽轮发电机提供高质量的保护。     

考虑磁滞回线的变压器仿真及保护算法

针对变压器事故有所增加及保护正确动作率普遍偏低的现状,在研究电力变压器励磁涌流和故障电流特性的基础上,利用仿真软件Saber,建立了变压器的精确仿真模型;并对变压器的空载合闸和包括匝间短路的多种故障情况进行了全面系统的仿真计算.最后,基于小波分析理论,利用其对突变信号的强大检测能力,提出了实现变压器保护的新方法,该方法能有效地区分变压器的内外部故障,对匝间短路也同样能精确检测.数字仿真结果验证了所提算法的有效性.     

无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生机理研究

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上，推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力数学模型；用有限元分析和计算方法，讨论了无轴承永磁同步电机在定子绕组相应等效电流作用的情况下，改变径向悬浮力绕组中电流、电机气隙磁路分布状况，并且在考虑磁路饱和及非线性情况下，计算了电机径向悬浮力与绕组中电流之间的非线性关系．研究结果对电机的优化设计及如何获得最大径向悬浮力提供了理论依据．     

电机转子绕组匝间短路故障诊断研究

分析了探测线圈检测电机转子绕组匝间短路故障的机理,构建故障诊断系统.以WTMM为基础,对信号进行分析并计算波峰特征的Lipschitz指数.以MATLAB为后台对信号进行仿真,以Lipschitz指数α的方差为定标,得出发生匝间短路故障的位置和故障程度.实验表明,通过Lipschitz指数来判断故障发生及其故障程度是一...     

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配

四轮驱动轮毂电机电动汽车采用4个永磁无刷轮毂电机驱动,根据轮毂电机的反电势接近正弦波的特点,采用磁场定向控制方法可以实现最大转矩电流控制。该文在永磁同步电机磁场定向控制效率模型的基础上,提出了相同转速转矩下的多永磁同步电机系统效率模型,根据此模型证明了多永磁同步电机系统相同转速下转矩平均分配可使电机系统效率达到最优。将此结论应用到四轮驱动电动汽车轮毂电机转矩分配研究中,通过仿真和实车测试进行验证。仿真和试验结果证明,平均分配永磁无刷轮毂电机转矩可使整车效率最优。     

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.     

基于RLS的嵌入式永磁同步电机参数辨识技术

电机参数变化影响电机控制性能,因而需要对电机参数进行在线辨识,基于嵌入式永磁同步电机在两相坐标系里的动态状态方程,通过检测电机的定子电压、电流和转子转速信号,利用递推最小二乘法算法对嵌入式永磁同步电机参数进行辨识,由于该方法所用的信号均可检测到,从而减少了其他干扰对电机参数辨识的影响,提高了参数辨识的准确性。仿真结果和实验验证了辨识方案的有效性。     

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。     

一种新型的基于高频电压注入的永磁同步电机转子位置观测方法

提出了一种简单但有效的永磁同步电机转子位置观测的新方法.该方法通过在电机定子绕组中注入高频电压,利用电机的凸极效应,通过对电机绕组端电流的处理计算,准确地估算出电机的转子位置.还提出了在电机静止状态下检测转子初始位置的新方法.仿真结果显示了所用方法的有效性和可行性.