利用失电残余电压诊断异步电机转子绕组故障

对利用失电残余电压诊断异步电机转子绕组故障进行研究。首先，对电机失电后定子残余电压进行分析，讨论了定子失电残余电压的产生、性质；其次，分析了完好电机和转子绕组故障电机定子失电残余电压的谐波成分；最后，通过仿真计算与实测研究，验证了理论分析的正确性和基于失电残余电压的电机转子绕组故障诊断方法的可行性。     

基于失电残余电压的永磁同步电动机失磁故障诊断研究

对利用失电残压诊断永磁同步电动机转子失磁故障进行研究。首先,对电机失电后定子绕组残余电压进行分析,讨论了定子失电残余电压的产生、性质;其次,分析了失磁故障对失电残余电压的影响,提出了利用失电残余电压诊断失磁故障的判别依据;最后,通过实验研究验证了该判据的正确性与有效性,表明基于失电残余电压诊断永磁同步电动机失磁故障方法的可行性。     

基于断电残压的电动机故障诊断

针对在线诊断时故障特征难以准确提取的问题,提出了基于断电残压的电动机故障诊断方法。首先研究电机故障的机理,分析转子断条和定子绕组匝间短路故障对断电残压的影响。根据断电残压的波形变化和衰减时间对转子断条故障做出判断;依据零序电压的大小诊断定子绕组匝间短路故障并确定其故障严重程度。仿真结果表明,该方法是可行的,在工程中容易实现。     

基于失电残压小波分析的定子绕组故障诊断

针对感应电机定子绕组匝间短路故障诊断存在的不足,提出了一种基于失电残压小波分析的诊断方法。采用不受外部因素干扰的失电后零序电压作为分析对象,对其进行小波包分解,提取基波零序电压分量作为故障特征;对比正常电机基波零序电压,可确定有无定子绕组故障发生,计算相应节点小波包分解系数的均方根值,可反映故障的严重程度。仿真实验验证了该方法的有效性,可应用于实际工程。     

异步电动机失电残余电压的防范与应用

对异步电动机失电残余电压的产生进行分析,建立了异步电动机失电残余电压仿真计算模型,并进行仿真计算.失电残余电压的存在,对重合闸的异步电动机将产生较大的冲击电流及冲击转矩.本文对失电残压的防范方法进行研究,提出减小失电残压对电机起动冲击的措施及存在失电残压情况下电动机群再起动方法.失电残压在有些情况下是可以利用的,本文对利用失电残余电压诊断异步电机转子绕组故障进行研究.     

同步发电机励磁绕组匝间短路的数学模型与故障特征

为实现励磁绕组匝间短路故障的早期诊断,需要准确计算故障电流等电气量.考虑到转子故障引起的气隙磁场的各种空间谐波、定子相绕组内部不平衡电流和励磁绕组电路拓扑结构的改变,建立了同步发电机励磁绕组匝间短路故障的扩充的多回路数学模型,并准确计算了与发生匝间短路故障的励磁绕组有关的电感参数,利用数值方法可对发电机励磁绕组匝间短路...     

计及固有不平衡的双馈电机定子匝间短路故障分析

双馈式发电机的定子匝间短路的故障特征,本质上是由定子三相不平衡引起的。当实际生产的电机定子绕组存在轻微的固有不平衡时,也会在转子电流引起高次谐波,这些谐波的与定子绕组匝间短路的引起的谐波相近,这会导致对电机定子绕组轻微匝间短路的误诊断。使用Ansoft软件建立了双馈电机三相对称的理想模型、包含定子固有不对称的实际模型、三相对称情况下定子匝间短路的理想故障模型以及定子考虑固有不平衡时的匝间短路模型:用以分析考虑定子固有不平衡时双馈式发电机定子轻微匝间短路的故障特征,使得建模更贴近实际情况。对故障后双馈式发电机转子电流和电磁转矩进行了频谱分析,指出轻微固有不平衡与轻微匝间短路在转子电流引起相同的特征频率。但在电磁转矩中,并没有引起明显的特征频率,可通过电磁转矩的特征频率确定电机发生定子匝间短路。     

基于模型和模糊逻辑的感应电动机定子绕组匝间故障诊断

在相轴模型的基础上,提出了一种感应电动机定子绕组匝间短路故障模型.该模型通过对定子绕组某相发生不同程度匝间短路故障的仿真,比较了正常时和故障时定子侧电流幅值的变化,从而验证了故障相电流大于正常相电流的结论.在此基础上,运用模糊诊断理论以及Simulink的fuzzy工具对感应电动机定子匝间短路故障进行模糊诊断,诊断结果表明,根据模糊规则采用的隶属度函数法能较好地反映出电机定子匝间故障程度.     

双馈感应发电机转子匝间短路时定子电流谐波分析

随着人们对风能重视程度的日益加深,双馈感应发电机(DFIG)的应用越来越广泛。转子绕组匝间短路故障是一种常见故障,对DFIG以及风电系统具有较大危害。文中分析了正常情况以及发生转子绕组匝间短路故障时定子侧电流谐波成分,考虑了绕组结构对谐波成分的影响;建立了DFIG多回路数学模型,计算了发生不同程度转子绕组匝间短路故障时的定、转子电流,分析了发生转子绕组匝间短路故障时电流的变化规律;以傅里叶变换为基础,进一步分析了定子单条支路电流、线电流以及并联支路环流中的谐波成分。这些谐波特性可以用于构造转子绕组匝间短路故障检测与诊断判据。     

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。该文通过引入对称分量法,建立了故障后同步调相机瞬时有功功率与无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的二次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明：相较于利用定子电流三次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,所提方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。     

汽轮发电机转子匝间短路故障下的谐波检测

通过分析汽轮发电机励磁绕组的磁动势分布建立了磁动势的数学模型,通过分析转子匝间短路引起的励磁磁动势分布变化情况,提出将短路后的励磁绕组磁势看作短路前的励磁绕组磁势和短路匝通过反向励磁电流产生的磁势的叠加量,由于前者是完全对称的,可只对短路匝产生的反向磁势进行分析。通过傅里叶分解得到了各次谐波分量,在考虑气隙偏心的情况下得到了定子感应电势,理论推导证明偏心对定子绕组感应电动势并不产生影响。定子三相对称电流合成了新的旋转磁动势,并在定子和转子绕组中形成感应谐波,其特征频谱不同于正常运行情况下的频谱。实验验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

双馈风力发电机转子匝间短路故障分析

双馈式风力发电机转子绕组发生轻微匝间短路后,该极磁动势将发生变化,气隙磁密分布不再对称,不对称的磁密分布将在定子绕组内感应附加谐波电动势,形成附加的谐波电流.因此,可以通过分析定子绕组的并联支路环流来检测转子绕组匝间短路故障.采用多回路理论,针对一台4极电机进行建模,仿真计算了不同匝数短路故障时的定子一相并联支路的环流,所得结果与理论分析相符,从而验证了所建立模型的正确性.     

Detection of Stator Winding Inter-Turn Short Circuit Fault in Induction Motor Using Vibration Signals by MEMS Accelerometer

This paper presents a novel method for detecting stator winding inter-turn short circuit fault in a three-phase induction motor by vibration signature analysis using non-electrical contact type microelectromechanical systems (MEMS) accelerometer. The present work detects inter-turn short circuit by vibration analysis in a three-phase induction motor running under different load conditions. Theoretical analysis of stator winding under inter-turn short circuit condition has been presented. Experimental investigations have been carried out to detect inter-turn short circuit fault by vibration signature analysis using a MEMS accelerometer with three-phase induction motor operating under different conditions. The spectral analysis of motor vibration has been carried out using radix-2 decimation in time fast Fourier transform algorithm. The appearance of particular characteristic frequency components in vibration spectrum indicates stator winding inter-turn short circuit faults. The experimental results are found to closely match with the theoretical values, indicating that MEMS accelerometers can be successfully employed for the detection of stator winding inter-turn short circuit fault in induction motors.     

基于模糊神经网络的电机定子绕组匝间短路故障的在线诊断

介绍了三相交流电机定子绕组匝间短路故障诊断的基本原理．三相交流电机定子绕组发生匝间短路故障时，三相电流派克矢量模的轨迹会发生变化，其几何形状可确定故障相及其严重程度．通过频谱分析提取故障特征因子并综合考虑负载、三相输入电压不平衡度的变化情况，构建基于模糊神经网络的短路匝数诊断模型，可以进一步确定短路绕组的匝数．试验结果证实了该方法的有效性．     

笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障研究

基于多回路理论,针对笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障进行研究.结果表明,笼型异步电动机在发生转子断条与定子绕组匝间短路时,其故障特征往往是相互交织、相互影响的,仅仅应用单一故障检测方法检测笼型异步电动机定转子故障,可能导致故障误判.通过对仿真与实验结果的详尽分析,系统地概括出笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障特征,明确揭示了二者间的相互关系,为实现转子断条与定子绕组匝间短路双重故障的联合检测提供了重要理论依据.     

区分发电机不对称运行和定子绕组匝间短路的故障检测

为了有效检测和辨识发电机定子绕组匝间短路故障,应用交流电机绕组理论分析了定子绕组匝间短路时并联支路感应电动势的频率、幅值和相位以及转子绕组感应电动势的谐波特征.以试验所用的故障模拟发电机为例,分别对发电机不对称运行和定子绕组匝间短路进行了故障特征计算.发现在发电机不对称运行和定子绕组小匝数匝间短路不断恶化时,发电机励磁...     

基于二倍频转矩脉动的异步电机定子匝间短路故障预测方法

为了能够在故障早期有效地检测异步电机定子绕组匝间短路故障,首先建立了异步电机在定子匝间短路状态下的动态数学模型,运用坐标变换和空间矢量变换的思想对异步电机动态模型进行分析与仿真,提出了一种新的基于计算转矩二倍频脉动的匝间短路检测方法。通过搭建异步电机定子绕组匝间短路的数学模型并对其进行仿真,对匝间短路引发电路计算转矩的变化进行研究,验证了所提出方法的可行性。在此基础之上,提出以计算转矩的二倍频分量为故障特征量对异步电机定子绕组匝间短路故障进行诊断,并分析了该方法的鲁棒性和准确性,从而形成了新的异步电机定子绕组匝间短路故障诊断方法,为电机故障预测提供了新的研究思路。     

Novel frequency-domain-based technique to detect stator interturnfaults in induction machines using stator-induced voltages afterswitch-off

Traditionally, for medium- and high-voltage motors and generators, condition-based monitoring of stator faults is performed by measuring partial discharge activities. For low-voltage machines, negative-sequence impedance or currents are measured for the same. Such diagnostic schemes should be carefully implemented as supply voltage unbalance, manufacturing-related asymmetry, etc., also produce negative-sequence voltages. A few approaches based on motor current signature analysis have already been proposed to detect stator interturn faults. However, little or no physical insight was provided to explain the occurrence of certain harmonics in the line current or the influence of voltage unbalance on these harmonics. Also, in at least one of these papers, a large portion of the stator winding was shorted to emulate the faults. The method proposed in this paper monitors certain rotor-slot-related harmonics at the terminal voltage of the machine, once it is switched off. In the absence of supply voltage, issues such as voltage unbalance, time harmonics do not influence the measurements except as initial conditions, which is a very desirable feature when the machine is fed from an adjustable-speed drive. Satisfactory simulation and experimental results have been obtained with only about 1.5% (5/324) of the total number of turns shorted     

异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法

定子绕组匝间短路是异步电动机常见故障之一,因此研究其检测方法具有重要意义。针对异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障瞬态进行仿真并分析仿真结果,指出异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测存在不利影响,甚至导致故障误判。提出计及转子故障时的异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法,该方法关键在于预先采用频谱校正与自适应滤波技术滤除定子电流中由转子故障所导致的特征频率分量。大量仿真与实验结果表明,该方法可以避免将转子故障误判为定子绕组匝间短路故障,使定子绕组匝间短路故障识别可靠性大幅提高。