无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法

为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型.在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型:退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系.进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测.仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障.     

控制系统对无刷直流电机偏心故障的影响分析

为了研究控制系统对无刷直流电机转子偏心故障的影响,基于Ansoft/Maxwell软件平台设置电机的动态偏心故障模型,通过仿真,证明了将定子电流频谱分析法应用于无刷直流电机的转子偏心故障检测是完全可行的,且故障特征频率主要集中在基波频率的2/3和4/3边频带.基于Ansoft/Simplorer软件平台搭建无刷直流电机的控制模型,包括开环,转速闭环及速度、电流双闭环模型,不同控制方案下的故障特征频率幅值表明:闭环控制系统对故障信号有明显的抑制作用;双闭环控制时,故障特征频率幅值最小,但各次特征谐波均有体现.得到的相关结论能够为电机的故障检测提供理论参考依据.     

鼠笼式异步电动机转子故障检测方法

基于定子电流的频谱分析方法是异步电动机状态监测与故障诊断的主要途径。总结了异步电动机转子断条和偏心故障时，定子电流中可能出现的故障特征频率成分，通过对同时存在断条和偏心故障的异步电动机的实验结果分析，发现基波周围的断条和偏心特征频率成分尽管容易出现频率重叠，但因其幅值较大，对其进行监测仍是故障诊断最有效的途径；避免误诊的方法是对断条和偏心特征频率成分各自的分布规律进行监测分析，如果同时结合槽谐波及其周围的偏心特征频率成分的监测，将会使结果更准确。     

基于DSO-2100的异步电机转子偏心故障检测与诊断

为了诊断感应电动机转子偏心故障,采用了定子电流检测法,开发出了一套基于DSO-2100虚拟数字示波器的故障诊断系统,得出了当电机转子存在偏心故障时,定子电流频谱中的特征频率值在不同偏心程度和不同负载下的变化规律,并完成了数据采集模块的设计。试验结果证明,诊断的结果与理论值完全相符。     

基于定子电流特征分析的双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断

针对双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断,提出一种基于导数分析的定子单相电流故障特征分析方法。首先,基于双馈感应发电机以及风力机传动链模型,详细推导了叶轮不平衡故障下双馈感应发电机定子电流的表达式,并获得其对应的故障特征频率。其次,为了凸显定子电流故障特征频率,基于导数分析思路,引入叶轮不平衡下定子电流故障特征定义及其表达式,提出基于定子单相电流的叶轮不平衡故障诊断方法。最后,建立考虑叶轮不平衡故障的双馈风电机组仿真模型,对机组在不同风速和不平衡度下的故障特征进行仿真分析。结果表明与直接对定子电流、叶轮转速进行频谱分析相比,所述方法能够有效地提取出叶轮不平衡故障特征,且通过监测特征频率幅值的变化情况,可以有效地判断出不平衡故障严重程度。     

基于Ansoft的电动机故障特征分析

针对电动机部分故障状态难以通过实验模拟、特征值难以定量获取等问题,利用有限元分析软件Ansoft,建立异步电动机在不同状态下的有限元模型,提取不同位置的电动机导条断裂状态、不同短路匝数的定子匝间短路以及不同偏离程度的气隙偏心等故障状态下的定子电流,分析得到不同程度故障状态下的定子电流故障特征。最后建立异步电动机故障诊断实验台,通过对实验数据与有限元模型得到的故障特征的比较,验证了利用Ansoft提取故障特征的合理性。     

汽轮发电机气隙偏心故障下的定子受力分析

本文对汽轮发电机气隙偏心故障前后的定子受力进行了理论分析、有限元仿真计算和力学响应验证。首先对气隙偏心故障前后的定子单位面积磁拉力进行了理论分析,得到了磁拉力的主要频率成分和激励特性;然后在电机有限元软件Ansoft中建立了正常及气隙偏心故障的汽轮发电机求解模型,计算得到了正常及故障下定子单位面积磁拉力的时域波形及频谱图;最后,将实验室SDF-9型故障模拟发电机上测取的气隙偏心故障下定子振动响应与磁拉力理论解析公式、有限元仿真数据进行了对比,结果基本一致。分析表明:正常情况及气隙偏心故障下发电机定子主要承受直流力和二倍频磁拉力,气隙偏心故障将使定子直流力与二倍频磁拉力均增大,偏心程度越大,幅值增长越明显,对应地,定子二倍频振动越剧烈。     

五相永磁无刷直流电动机最佳切换角选择的研究

基于matlab建立了五相无刷直流电动机仿真模型,在分析其四四导通方式运行特性的基础上研究了电压切换角的优选方法,以及切换角选择对电机性能的影响。对比分析表明采用最佳切换角能降低定子电流幅值和转矩脉动,提高电机转速。进一步探讨了通过改变切换角来调速的可行性。切换角优选方法对多相电机切换角的选择提供了类似的分析方法。     

无刷直流电动机运行全过程的仿真研究

在分析无刷直流电动机数学模型的基础上，结合电机实际运行过程的动态分析，介绍了一种基于Matlab的无刷直流电动机稳态、瞬态全过程的仿真新方法，解决了传统的无刷直流电动机仿真模型只针对稳态或者仅仅针对换相瞬间进行仿真的不足；提出了一个改进的转子电角度模块，提高了电压逆变模块的准确度，消除了传统仿真方法中非工作相的仿真电流波形在续流结束后电流反向的假象；通过对模块的优化以及对s函数的数学抽象和高度简化，极大提高了仿真速度。仿真波形验证了仿真模型的有效性和正确性。     

笼型转子断条感应电动机的易解数学模型

针对断条破坏了电机原有对称关系而使建模仿真变得困难,采用综合矢量法,建立了转子断条感应电动机易于求解的数学模型.对电机暂态及稳态仿真揭示了定子电流幅值与转矩随时间脉动的故障特征,得出了转子导条电流分布规律,表明与断条相邻及相距一对极距的导条电流最大.引人关注的是在转子端环间出现端电压,其值反映了转子电路不对称程度;揭示了故障特征随电机负载变化规律.定子电流实测与仿真结果相吻合证实了结论正确,有助于感应电机在线故障诊断.     

飞机刹车用双余度无刷直流电动机的研究

以全电飞机刹车用双余度无刷直流电动机为研究对象,借助Ansoft软件对电机磁路进行分析计算,优化结构参数,并对其进行性能仿真.重点论述了确保无刷余度电机性能最优的调试关键技术.经过样机性能测试与设计相符,满足使用要求.     

永磁无刷直流电动机的静动态特性分析

利用Ansoft软件分析计算了空载和负载时,永磁无刷直流电动机(BLDCM)的磁场分布、静态特性,并在此基础上讨论了几种减小此种电机转矩脉动的方法.同时用Ansoft/transient软件对电机起动和突然改变负载时的动态特性进行了仿真.静动态特性的分析结果对设计、使用该种电机,特别是对电机控制系统的设计有参考价值.     

位置传感器融入式无刷直流电动机系统仿真

详细论述了在Ansoft公司的Simplorer综合仿真环境下，位置传感器融入式无刷直流电动机系统的建模，内容包括该种无刷直流电动机模型、功率桥模型、双闭环控制器等模型等。在所建立的系统模型基础上，对此系统的基本特性进行了仿真分析，得出了系统的基本特性，为这种电动机系统的参数优化设计、实用化提供了依据。     

新型无轴承无刷直流电动机的结构设计与有限元分析

在传统无刷直流电动机中引入磁悬浮技术,构成二自由度无轴承无刷直流电动机,从而实现无刷直流电动机的更高转速运行.设计试验样机,提出一种新型的绕组结构.根据磁悬浮力产生机理推导出一个周期内的绕组导通规律,并应用Ansoft/Maxwell软件对样机进行有限元分析.通过对仿真结果的分析,证明了所推导的绕组导通规律的正确性及新型无轴承无刷直流电动机设计的可行性,并实现了对新型无轴承无刷直流电动机的结构设计.     

双余度无刷直流电机电枢绕组结构对比

建立了双余度无刷直流电机的数学模型,初步确定了定子绕组采用半球缠绕结构和隔槽嵌放结构情况下电机余度之间的耦合关系。在Ansoft Maxwell环境下针对两种结构的双余度无刷直流电机余度间耦合情况做了进一步分析验证,证明两种结构下余度间耦合程度的一致性。另外,通过对两种结构样机的实际测试和对比,证明了两种结构双余度无刷直流电机机械特性的一致性。两种结构具有相同的余度间耦合程度以及相同的机械特性,在部分对功率密度以及磁热耦合要求较低的场合具有通用性。     

飞轮储能系统用永磁无刷直流电机设计与分析

采用Ansoft中基于磁路法的RMxprt模块对2 kW/100 Wh容量的飞轮储能试验系统中所用的高速永磁无刷直流电机进行了具体设计,并在Ansoft Maxwell 2D中运用有限元的方法分析了电机内电磁场的分布情况及电机的静态和动态特性,分析结果表明所采用的电机方案能够满足飞轮储能系统的要求,具有一定的可行性和实用性。与传统的设计方法相比,提高了效率和精度,具有很强的工程实用性。     

直线无刷直流电动机单神经元PID控制仿真

研究了一种新型永磁直线无刷直流电动机的精确定位系统.以DSP(TMS320LF2407)作为核心控制器,光栅作为位置传感器,控制策略采用的改进的单神经元PID控制算法.通过在Ansoft的Simplorer6综合仿真平台下进行的系统仿真,验证了控制策略的有效性,为进一步研究奠定了基础.     

无铁心盘式永磁无刷直流电机的三维电磁场分析

盘式永磁无刷直流电机具有较高的转矩—惯量比和功率密度。介绍一种24对极无铁心盘式无刷直流电机,对其运行原理和电磁设计进行分析。考虑到盘式永磁无刷直流电机磁场分布的特点,利用Ansoft Maxwell 3D软件分析了一对极下气隙中的磁通密度的分布,计算定转子的受力情况,其结果为进一步优化设计方案提供理论参考。     

无刷直流电机在转子偏心故障时的容错控制研究

在一些工业场合,无刷直流电机需要在转子偏心故障的情形下保持运行状态,而传统的控制策略无法有效地实现容错运行。针对这个问题,提出了一种无刷直流电机在转子偏心时的故障容错控制策略。分析了在传统无刷直流电机控制方法中,每相定子电流参考在波形上是一致的,仅存在一定的相位延迟,而没有考虑电机偏心后导致的反电动势和相电感变化,因此电机偏心将导致未知的转矩脉动。新型控制策略在传统控制策略的基础上采用了在线估计方法,获取了相电感和反电动势的值,从而控制器设置定子电流参考时包含了对偏心故障的考虑和相关运算,从而使电机能够降低转矩脉动,具备一定的故障容错运行能力。最后通过对比试验的方法对新型控制策略进行了试验验证。