基于MSP430的低压电动机保护装置的设计及研究

基于MSP430的电动机保护装置是在传统的电机保护装置上集成了多种保护措施,实现了对低压电动机故障的判断和保护.本文系统地分析了电动机故障,通过以电流为判据,将电机保护分解为过流、负序和零序保护3大类,由此可基本覆盖电动机所有常见故障类型.本文介绍了保护装置采用的保护算法,使用带减法滤波的傅氏算法.硬件电路的构成及其特点也给予详细的介绍.最后提出了软件设计流程.经实验表明,该装置能在故障时有效地保护电动机.     

感应电机定子绕组缺相故障诊断的仿真与研究

在三相感应电机运行的各种故障中,绕组缺相故障的发生率较高.当定子绕组-相断路时,将导致三相感应电动机的缺相运行.基于αβο坐标下数学模型,对异步电动机定子绕组故障瞬变过程完成建模,并在MATLAB/SIMULINK环境下进行了实验仿真,通过确定约束条件和对电机参数的设定得出模型的仿真结果.通过对其结果分析,获得了对定子绕组故障的定位方法,分析结论对电机出现此类故障时的诊断方法提供了理论依据,而且对电机中出现其他故障时的现象分析和故障定位有一定的指导意义.     

Induction motor transient response to multiple faults in unbalanced power systems

Although the effects of an unbalanced supply on overheating induction motors have been known for some time, little or no attention has been paid to the dynamic response of such a system. A recent investigation though has evaluated the effects of an unbalanced distribution system, unbalanced single-phase loads, unbalanced shunt faults, and series faults (open conductor) on the transient behavior of a three-phase induction motor. This paper extends that work to the case of motor transient response due to multiple asymmetrical faults in an unbalanced power system. The paper investigates the dynamic behavior of an induction motor connected to an unbalanced three-phase power system subjected to a shunt fault at one location and blown fuses or open conductor at another location. The method involves phase frame representation of the line. A significant finding is that certain multiple faults cause the induction motor to lose stability.     

全数字伺服系统中相序故障自恢复功能的实现

针对永磁同步电机的伺服控制系统,分析了由电机相序的错接造成的启动故障,并对故障情况进行了归类。文中介绍了一种使用F240DSP控制芯片实现电机转子定向控制的方法。在光电编码盘角度反馈信号的帮助下,采用定子电压定向控制技术可准确地判断电机的三相连接方式,并通过软件调整驱动器的输出相序,以实现故障的自恢复功能。实验表明,电机在发生相序故障时,可快速地自恢复并完成启动,它可用于伺服控制系统。     

高压异步电动机数字式综合保护装置

分析了高压异步电机常见故障,提出了基于检测正序、负序、零序电流分量的电动机综合保护方法,在该原理基础上设计的数字式综合保护装置,能够解决高压异步电动机的常见故障,并具有智能化故障诊断功能.     

电机故障在线诊断与预防性保护浅谈

分析了电动机故障的成因,并以电动机轴承故障诊断与预防为例,给出了电动机故障诊断与预防的在线测量、数据分析方法以及实现过程。从而改善电动机运行工况,达到判断和预测电动机的故障,避免造成意外停工,为实现最优化工厂维护打下基础。     

Current/Voltage-Based Detection of Faults in Gears Coupled to Electric Motors

Gears form a critical part of many electromechanical systems. Since gear faults cause vibrations, and vibration-based diagnostics are very reliable, this has traditionally been the most commonly used approach to detecting gear faults. However, it is expensive due to the use of high-priced accelerometers and sensor wiring. This paper proposes an alternative way of detecting faults in gears coupled to brushless dc motors by monitoring either the motor current or voltage. It will be shown that gear faults create unique spectral components in the voltage and current spectrums. The faults investigated include damage to gear teeth and loss of lubrication. Experimental and simulation results demonstrate that motor current/voltage signature analysis is a viable tool to detect these gear faults and is a cheaper alternative than vibration-based fault-detection scheme     

电动汽车电机驱动系统故障与失效模式分析

结合传统汽车故障与失效模式的分类方法,将电动汽车电机驱动系统的故障、失效模式进行了分析与总结归类,指出了故障发生的原因和相应的处理措施。基于电动汽车电机驱动系统的特殊性,将故障分为硬性故障和软性故障,提出了一套适合电动汽车电机驱动系统故障诊断与容错的控制策略。     

大型同步电动机逆功率保护装置延时研究

应用电力系统机－网相互作用数字仿真技术研究大型高压同步电动机在电力系统发生短路故障时的动态行为,通过分析计算电动机在供电系统发生故障情况下所受到的冲击电流、冲击转矩、机组轴系所承受的最大应力和疲劳损耗,以及电动机与系统之间的暂态稳定性等,确定同步电动机逆功率保护装置的最佳延时时间。实际工程实例说明了所提方法的可行性。     

DSP在电动机故障检测仪中的应用

介绍了应用电动机电流信号分析法MCSA(Motor Current Signature Analysis)提取异步电机转子绕组故障特征量．利用数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)进行高分辨率的快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transform)运算、数字滤波以及利用P301窗函数进行加窗处理,以此减小主频的泄漏等．实现了大型异步电动机空载、轻载和满载三种运行状态下的转子绕组故障诊断。同时．详细介绍了电动机故障检测仪的硬件、软件实现以及装置的实际应用结果。     

基于EMTDC的异步电动机内部故障建模及仿真研究

基于异步电动机内部故障时相应参数发生变化的事实 ,建立了电动机故障类型、程度与电动机参数变化之间的定量关系 ,提出了一种电动机内部故障建模方法 ,并利用电磁暂态仿真软件EMTDC进行了仿真验证。依据电动机定、转子内部故障的特征频率分量 ,将仿真结果与电动机实验数据进行了比较 ,证明该模型是正确的。本文工作将EMTDC的电动机分析模型由常规故障扩展到内部故障 ,扩展了其应用功能及范围 ,从而使得内部故障的研究可以细化到每一匝、每根导条 ,实现了对异步电动机内部故障的定量分析     

电机转子断条故障诊断方法探讨

通过综合国内外相关理论,对笼型异步电动机几种转子断条故障诊断方法进行了研究.仿真或实验验证结果表明,所有的方法对检测笼型异步电动机的转子故障是有效的.在此基础上讨论了转子断条故障诊断方法的发展趋势,为电机转子断条故障研究者提供了理论指导.     

Diagnosis of stator inter-turn short circuits in DTC induction motor drives

This paper addresses the subject of stator fault diagnosis in direct torque control (DTC) induction motor drives. The particularities of the behavior of a DTC drive, when in the presence of inter-turn short circuits, are exploited, thus allowing the proposal of two different approaches for the diagnosis of this type of fault. One of the proposed diagnostic techniques is the well known motor current spectrum analysis. It is demonstrated that in a DTC induction motor drive, with stator inter-turn short circuits, the action of the torque and flux controllers introduce a strong third harmonic in the motor supply currents, which can be used to detect this type of fault. The other diagnostic technique is based on the multiple reference frames theory, recently proposed by the authors for the diagnosis of stator faults in line-connected motors. Here, its use is exploited in the diagnosis of stator faults in DTC induction motor drives. Simulation and experimental results demonstrate the effectiveness of the two proposed techniques for the diagnosis of stator faults but emphasize the fact that the multiple reference frames technique is the preferred one when the residual asymmetries of the motor are not negligible.     

考虑笼型转子实际结构的感应电动机建模研究

根据交流电机多回路理论,通过把传统的Park变换方法推广到面向转子侧的多相系统,提出了考虑笼型转子实际结构的感应电动机模型,并基于EMTP环境实现了该模型.本文提出的模型能够对电动机的正常运行、外部故障以及笼型转子导条或端环断裂故障进行精确的仿真.既可以用来探求笼型转子故障后各个电气量和机械量的变化规律,作为电动机故障诊断和保护研究的工具;也可以用来进行用电机实验方法无法完成的笼型转子导条或端环断裂后导条或端环电流变化情况的研究,为电机设计制造部门提供参考.仿真与实验结果证明了模型的精确性和有效性,经进一步完善该模型可作为EMTP的一个功能模块使用,具有良好的应用前景.     

基于PSO优化LS-SVM的异步电动机振动故障诊断

为了提高异步电动机振动故障诊断的准确性,提出了基于粒子群算法优化最小二乘支持向量机的异步电动机振动故障诊断方法。先通过实验室对异步电动机各类故障的振动进行测试,对测试数据进行预处理,选择异步电动机不同位置振动信号的特征频率作为系统的输入,然后利用训练好的粒子群算法优化后的最小二乘支持向量机进行异步电动机振动的故障诊断。最终结果与其他诊断方法对比表明：该方法克服了样本训练时间较长并容易陷入局部收敛的缺点,同时诊断的准确率较高,有效地避免了异步电动机故障的误诊断。     

多相开路故障下的双三相PMSM统一容错控制策略

多相电机在定子开路故障下具有良好的容错性能,与此相关的设备和控制策略改进方面的研究理论也不断被提出。然而,却少有基于统一模型的适用于多相开路故障的容错控制策略。提出了一种应用于双三相永磁同步电机(PMSM)系统三相或三相以下开路故障的容错控制策略,并获得了良好的电机电力和动态性能。针对发生单相到三相开路故障的PMSM提出了统一数学模型,提取出每种故障下对应电机不对称性的矩阵。通过电压方程,推导出每种故障对应的解耦变换矩阵。为了对相电流中的每种谐波进行无差别抑制,建立了谐波子空间。考虑开路故障相数的增加,提出了用于三相开路的有中性点电流的容错控制策略,达到了降低相电流幅值和提升系统冗余度的目的。最后通过试验和仿真结果,验证了理论分析的正确性。     

基于多回路数学模型的异步电动机内部故障瞬变过程

基于多回路理论,建立了YN接、Y接、D接笼型异步电动机在正常、内部故障(定子绕组匝间短路与转子断条)情况下的多回路数学模型。应用多回路数学模型对电机内部故障瞬变过程进行数字仿真和实验,以此研究电机定子电流及其负序分量、相位对称关系、边频分量的瞬变规律。分析仿真与实验结果表明：由于实际电机本身固有的不对称性,即使其正常运行,也必将在一定程度上体现内部故障特征;某些形式的定子绕组匝间短路故障可能抵消这种不对称性,并削弱(而非强化)定子绕组匝间短路故障特征;实际电机定子电流往往包含包括转子断条故障特征分量在内的多个边频分量,其中某些边频分量可能来源于电机气隙偏心、转子不对中或其他因素。在工程实际中进行电机内部故障检测时,必须密切关注上述规律,以保证故障检测灵敏度与可靠性。     

基于小波与参数区间估计法的电机故障诊断

为利用电机噪声信号对电机进行出厂故障诊断,采用小波分析技术对小功率异步电动机噪声信号进行多分辨率分析。从能量分布出发,结合概率论参数区间估计法获得不同故障各频段能量区间,对电机进行故障诊断。实验证明,不同故障的各频段能量区间不同,根据能量分布区间可以有效地诊断电机故障类型。     

基于小波变换的异步电动机故障检测方法

建立了一般异步电动机动态数学模型。基于这个模型用Matlab中的Simulink技术模拟了电动机的两个常见故障：定子匝问短路和转子导条断裂。通过检测电动机定子电流,用coif4小波对电流信号进行分析,很容易判断出这两类故障。说明小波技术用于电机故障诊断是一个好的方法。     

笼型感应电动机转子断条和开裂的故障诊断和在线监测

分析了笼型感应电动机转子故障时导条断条和端环断裂的物理模型 ,给出了电动机的定转子绕组的参数计算表达式 ,建立了数学模型 ,从而导出转子故障时的电流和频谱分析。本文分析了电动机在故障时 ,在dqn任意速坐标系中 ,电动机定子电流的轨迹 ,为电动机的故障诊断和在线监测提出了一种新的方法 ,较以往的电流监测方法更有利于克服边频带的影响。