感應(yīng)電機(jī)定子繞組匝間短路故障診斷方法研究.pdf

1、感應(yīng)電機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。隨著現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電機(jī)的單機(jī)容量不斷增加，所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載也越來越復(fù)雜。電機(jī)故障不僅會損壞電機(jī)本身，嚴(yán)重時(shí)還會使電機(jī)突然停機(jī)、生產(chǎn)線崩潰，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，定子繞組匝間短路是感應(yīng)電機(jī)最常見的故障，占其全部故障種類的15％左右。因此，研究定子故障診斷技術(shù)以在電機(jī)故障早期發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)進(jìn)行維修，具有重大的理論意義和社會經(jīng)濟(jì)效益。 通過理論分析和有限元仿真，對感應(yīng)電機(jī)定子

2、繞組匝間短路故障診斷方法進(jìn)行了研究?；诹阈螂妷骸⑻卣髯杩沟葘﹄姍C(jī)定子不對稱十分敏感的故障特征量的分析，提出了幾種有效的定子故障診斷方法。 通過對感應(yīng)電機(jī)斷電時(shí)定子繞組上的殘余電壓的分析，指出由于避開了電源的影響，斷電后的基波零序電壓直接反映了電機(jī)定子的對稱度，并由此提出了基于斷電后基波零序電壓的定子故障診斷方法。利用Hilbert-Huang變換分析非平穩(wěn)信號的優(yōu)勢，對斷電后的零序電壓進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)，提取出基波分

3、量。針對EMD分解存在的端部效應(yīng)，采用了對信號兩端進(jìn)行鏡像延拓的方法，對其進(jìn)行了有效的抑制。定義基波零序電壓與相應(yīng)的相電壓之比為故障特征，有效的排除了斷電前負(fù)載等級不同造成的影響，具有較高的診斷精度。 研究了基于零序電壓的定子故障在線診斷方法。對定子繞組匝間短路引起的磁動(dòng)勢的變化進(jìn)行了分析，指出短路環(huán)電流產(chǎn)生的三次諧波磁動(dòng)勢，和正負(fù)序電流各自在三相不對稱繞組里產(chǎn)生的三次諧波磁動(dòng)勢，是定子繞組里基波零序電壓的主要來源。為了分析正負(fù)

4、序分量對零序電壓的影響，定義了等效電源電壓，并利用Hilbert變換的特點(diǎn)，將等效電源電壓進(jìn)行了正負(fù)序分離。通過檢測電機(jī)正常時(shí)正負(fù)序電壓分別與零序電壓的關(guān)系，以及負(fù)載對零序電壓的影響，獲得一個(gè)消除了負(fù)序和負(fù)載的影響、僅與故障有關(guān)的零序電壓，并將它定義為故障特征。實(shí)現(xiàn)了感應(yīng)電機(jī)定子故障的在線診斷。 分析了坐標(biāo)變換在電機(jī)故障診斷中的應(yīng)用，用正序電壓及其Hilbert變換替代同步速坐標(biāo)變換矩陣?yán)锏脑?，提出了改進(jìn)的同步速變換方法。將電