浅谈三相异步电动机定子绕组故障分析和处理

三相异步电动机定子绕组在运转过程中,会出现各种故障。如何在掌握三相异步电动机运行情况的基础上,对电动机故障进行处理,对保证电动机正常运转具有十分重要的意义。本文就绕组缺相运行、过载运行、绕组接地、绕组相间短路、相间匝间短路、绝缘电阻偏低等6种情况进行了分析,重点介绍了在检修时的故障检查分析及相应的处理手段。     

用对称分量法和软件labview分析三相异步电动机的缺相运行

异步电动机被广泛应用在工农业生产、国防及交通运输等国民经济的各个领域,占动力负荷的85%左右。而三相异步电动机在运行过程中,缺相运行占了其所有故障的70%,当发生缺相运行时,电机的绕组会发热严重,绝缘会受到影响,甚至烧毁电机。同时,缺相运行时的电磁转矩会随之下降,并出现振动。为让读者难以有直观的认识,本文旨在用对称分量法和labview软件对三相异步电动机缺相运行的电流和转矩进行量化分析。限于篇幅,本文仅讨论定子绕组采用星形连接时的缺相运行。     

异步电动机在不对称电压下运行时的性能变化

分析了三相异步电动机在不对称三相电压下运行性能(电机定子电流、电磁转矩和效率)的变化情况,结果表明,三相异步电动机在不对称电压运行时,至少有一相电流超过额定电流,电机转矩减少和效率降低。总结了不对称电压对电动机危害的一些情况,给出了电机运行时对三相电压对称度的要求。     

小型三相异步电动机单相驱动电路设计与仿真

在交流电路中,当有电容(或电感)支路存在时将导致该支路的电压与电流之间出现相位差,且通过改变由电阻、电容、电感所构成的RLC网络参数及其拓扑结构可实现大于120°相移。为方便在仅有单相交流电源的场合也能使用小型三相异步电动机,可结合三相异步电机在某一特定工作条件下所测得三相绕组的等效电阻和电感参数,并通过选择三相绕组所串接电容或电感量来获得120°相移的对称三相电源,经MATLAB/Simulink仿真验证该对称电源可用于小型三相异步电动机的驱动。     

一种新型独立模块式永磁电机电感耦合分析

针对大功率电机运行过程中出现的可靠性和运行维护问题,提出了一种新型独立模块式永磁同步电机结构,建立了独立模块式永磁电机的数学模型,分析了相邻模块间绕组电感耦合.该电机可实现定子自由拆分,且各模块电机能够独立运行.通过提出的父子模块概念,将一些子模块重组为父模块,实现模块间绕组电感的解耦.同时,通过将父模块中的子模块定子绕组进行换相,解决了由于模块不连续引起的三相绕组参数不对称问题.有限元分析结果验证了所提独立模块式永磁电机结构的可行性.     

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.     

三相感应电动机故障状态的在线监测

1 引言 三相感应电动机的故障一般分内部故障和外部故障两类。外部故障主要是三相电源不对称、缺相、过载等,现在已有较成熟的保护装置。内部故障则分为定子部分故障和转子部分故障。最常见的是定子绕组匝间、相间绝缘的损坏和转子笼条的断裂及端环的断裂。对于较大型电机,这种突然的断裂会带来电机电气性能的不对称,导致电机损坏。本文针对这种不对称故障,提出了对电动机进行在线监测的方     

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。     

考虑零序电感的永磁同步电机建模及仿真

为全面衡量并研究永磁同步电机受到参数波动、电压不对称等因素影响时的运行状态,从PMSM的三相绕组的磁链入手,结合坐标变换在d-q轴上叠加零序分量,从而建立了考虑零序电感的三相永磁同步电机模型.仿真结果表明考虑零序电感的PMSM模型弥补了其他模型的不足,其能够反映定子三相电流之和不为零时定子电压、电磁转矩以及磁场储能等量的变化,以及对比电机稳定和故障两种运行状态;证明了故障时零序电感的存在不影响三相磁链的分布,虽然增大了超调量和磁场能损耗,但是缩短了控制过程的调节时间,为研究实现PMSM的节能、快速精准控制提供了基础.     

煤水泵电动机转子绕组烧毁原因分析

拖动煤水泵的三相绕线式异步电动机在满载运行时,由于电源电压低于额定电压,转子电流增长比定子快;其它较大容量的异步电动机起动时电网电压短时下降,导致正在运行的异步电动机的电流短时增加。两者都使电机绕组的温度升高。由于转子的发热时间常数小,温升快。当绕组温度超过绝缘的容许温度时,绝缘迅速老化失效,引起电机转子绕组烧毁。     

三相异步电动机定子阻抗不对称时的运行过程仿真

根据三相异是步电动机在αβo坐标系下的数学模型,用MATAB语言编写仿真程序,通过实例对三相异步电动机定子阻抗不对称时的运行过程进行仿真计算,并对仿真结果进行分析。     

基于单片机的晶闸管电子软启动器设计

为了减小异步电动机启动过程中对电网的冲击,消除传统降压启动设备对异步电动机的冲击,改善异步电动机的启动特性,提出一种以AVR8535单片机为核心高性能的异步电动机软启动器。利用单片机控制集成脉冲触发器TC787的移相电压来产生6路脉冲触发晶闸管,实现电机的软启动。在电机启动与运行过程中利用单片机对电机缺相、欠电压、过电压、过载故障进行检测,保护电机。通过实验测试,可实现对电阻及电机的保护功能。     

电动机的维护

电动机是广泛应用在各种领域的电气动力设备。特别是三相异步电动机,三相异步电动机的故障可划分为机械故障、电气故障。其中机械故障主要指非带电体的故障,包括轴承、风扇、转轴、端盖、机壳等故障。电气故障主要是指带电体及其附属机构,包括定子绕组、转子绕组、电刷等故障.为了减少故障的出现,在使用电动机前,启动时,运转时,都要进行一系列复杂的维护工作,下面具体说明一些注意事项。     

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

针对纺织机械设计了一台可带额定负载异步起动的高速永磁同步电动机.利用有限元方法对电机进行了磁场分析,准确计算了空载漏磁系数和计算极弧系数,并与磁路计算相结合得出初步设计方案.着重研究了定子绕组参数、转子槽形、导条材料和永磁体尺寸等对电机起动转矩和牵入同步特性的影响.当所设计电机永磁体轴向长度比电机长度短5 mm时,平均...     

一种全阶转子磁链观测器的仿真模型的建立

将一种全阶磁链观测器引用到异步电动机的直接转子磁场定向中,研究其运行时受电机参数变化的影响.借鉴频率响应法,对比常见的电流模型磁链观测器和电压模型磁链观测器,采用数据拟合的方法对电机参数变化下的磁链观测值进行拟合,得到其参数鲁棒性结论.仿真结果表明,应用该全阶磁链观测器可以克服电机转子电阻变化的影响,减小电机定子电阻变...     

基于加权模型的异步电动机直接转矩控制定子磁链估计

提出了异步电动机直接转矩控制系统中定子磁链估计的加权模型,实现了电机全速运行范围内定子磁链估计的u-i模型和i-n模型之间的平滑切换,并用MATLAB/Simulink对该模型进行了仿真,仿真结果表明,加权模型可以在异步电动机全速运行范围内准确地估计定子磁链,为实现异步电动机的直接转矩控制奠定了基础.     

无轴承外转子异步电动机的设计及有限元分析

为了提高飞轮储能系统运行的精度和可靠性,减小转矩脉动及悬浮脉动对系统运行的影响,对无轴承外转子异步电动机径向悬浮力及转矩与电动机结构参数的关系进行了分析,提出了减小转矩脉及悬浮脉动的一般方法.介绍了无轴承异步电动机工作原理,基于此推导了电动机数学模型.结合传统异步电动机设计方法,设计了一台功率为0.5 k W,转矩绕组极对数Pt=2,径向悬浮力绕组极对数Ps=1的无轴承外转子异步电动机.基于有限元软件计算了无轴承外转子异步电动机的磁场分布,确定径向悬浮力、转矩和悬浮绕组电流之间的关系,并得到电动机气隙长度和磁场饱和对径向悬浮力的影响规律,而且考虑了不同槽配比和定子极弧系数对悬浮力及转矩的影响.结果表明,当电动机转矩绕组电流和悬浮绕组电流分别为额定电流2.5 A和2.0 A时,转矩为1 N·m,转子径向悬浮力为105 N,能够实现转子的稳定悬浮.     

平方转矩负载下基于自适应反推理论的PMSM速度控制器设计

针对平方转矩负载下传统异步电动机变频调速精度不高的缺点,提出了一种基于非线性自适应反推(Backstepping)控制的永磁同步电动机(PMSM)速度控制方法.建立了PMSM在dq轴旋转坐标系下的数学模型,结合反推控制原理,设计了PMSM自适应反推速度控制器,并证明了控制器的全局稳定性.仿真结果表明,在电机定子电阻一定随机变化范围内,所设计的自适应控制器能够较好地跟踪给定速度,抑制了定子电阻变化对速度的影响,提高了平方转矩负载的运行效率.     

三相异步电动机的旋转磁场

在现行的一般电工学教材(注一)中所讨论的三相异步电动机的旋转磁场,仅仅是指在电动机三相定子绕组中通以三相交流电后,定子绕组中所产生的旋转磁场,这是不够全面的.因为实际上该旋转磁场仅是三相异步电动机的旋转磁场中的一部分.而三相异步电动机的旋转磁场应该是定子绕组中三相电流所产生的旋转磁场(B_1)和转子绕组中转子电流所     

基于异步电动机T型等值电路的参数辨识分析

从异步电动机稳态T型等值电路角度,推导电机内部参数,包括定子漏感,转子漏感,互感,转子电阻和端口阻抗之间的关系,分析了利用端口阻抗、频率和转速辨识电机内部参数的可行性,指出忽略铁耗等值电阻的拓扑模型,无法惟一确定电机参数,并由此提出了该拓扑下的最小参数集合。在此基础上,分析了计入铁耗的T型等值电路模型的速度响应和频率响应,给出通过频率响应确定电机内部各个参数的算法,并加以仿真验证。以1.5kw异步电动机为实验对象,通过旋转和堵转两种工况下的实验数据分析,求取最小参数集合,验证了算法和分析的有效性。