非线性Volterra级数在感应电机故障检测中的应用

运用非线性频域理论中的广义频率响应函数(GFRF,General Frequency Response Function)以及Volterra级数分析方法对感应电动机运行故障进行故障检测设计,对感应电动机转子磁链的一阶、二阶的广义频率响应函数进行故障检测.给出了感应电机的动态数学模型并对其进行Volterra级数分析.在此基础上,推导出了感应电机的一阶、二阶广义频率响应函数特性,得出了用于进行故障检测的方法.通过对电机定子绕组三相电压不对称运行状态的仿真实验研究,结果表明使用这种检测方法可以有效地检测出系统的故障运行状态,同时也具有一定的鲁棒性和泛化能力.     

计及定子铁耗的三相异步电机新相轴线模型

介绍了计及定子铁耗的三相异步电机新相轴线模型。该模型可应用在电机定子三相参数不对称的状态。计算机仿真和电机模拟实验表明:定子铁耗能明显地影响定子电流值。计及定子铁耗的新相轴线模型的仿真计算结果比忽略定子铁耗的仿真计算结果更吻合电机的实验数据。计及定子铁耗的三相异步电机新相轴线模型具有更高的准确度。该模型在三相异步电机的监测及控制方面有广泛的应用前景。     

基于场路结合法的三相感应电动机单相短路分析

针对三相感应电动机发生单相绕组短路故障的问题,依据电机学的基本理论,采用场路结合的研究方法,以一台11 kW的笼型三相感应电动机为例,建立了场路结合分析模型,并给出了电机定子绕组单相短路的约束条件,对电动机内部磁场分析计算,计及了电动机内磁场饱和对绕组电抗数值的影响,得到更为准确的电流和转矩变化曲线。     

双馈感应发电机定子绕组匝间短路时电磁特征

双馈感应发电机逐渐成为风力发电机的主流机型,其容量越来越大。绕组匝间短路是双馈感应发电机常见的故障之一,为了研究电机定子匝间短路故障时的电磁特征,基于有限元和多回路理论建立了电机的数学模型;采用该模型计算了一台5.5 k W感应电机定子绕组匝间短路时的定转子电流以及电磁场,得到了电机正常与故障两种情况下的磁场分布以及定转子电流的波形。通过对比分析健康电机与故障电机的磁场以及定转子电流,得出了双馈感应发电机定子绕组匝间短路时的故障特征:定子绕组匝间短路使得气隙磁场中出现了分数次以及偶数次谐波,定子三相电流不再对称,三相电流的幅值均有增加,故障所在相的电流增幅最大,且故障相与其超前相的相位角随着故障程度加深而变大且大于120°。     

对转螺旋桨用永磁盘式对转电机磁场仿真分析

为了解决传统对转螺旋浆电力推进电机的成本高、定转子散热和输出转矩不平衡的问题,设计了一种新型结构的单定子、双转子永磁盘式对转电机。介绍了该电机的基本结构、运行原理和电机磁路特点,对电机内部对转磁场的耦合问题进行了分析,并引入等效磁路模型,同时给出了直角坐标系下,转子磁极表面的磁通密度公式,采用有限元法分析电机气隙磁场和平均半径处的气隙磁密。制造了一台盘式对转样机,并搭建试验平台测试了电机的三相感应电动势。测试结果表明：由于电机定子绕组端部长度的不对称,出现了三相感应电动势的不平衡现象。     

汽轮发电机不对称运行特性分析

针对不对称运行产生的负序电流使汽轮发电机损坏的问题,分析计算了汽轮发电机接三相不对称负载稳态运行参数,重点分析了电压电流的变化规律。分析过程依据对称分量法为理论基础,分别采用矩阵方程等效电路方法和有限元法进行计算,建立了汽轮发电机不对称运行组合等效电路模型和发电机有限元仿真模型。有限元仿真三相电压仿真结果与等效电路模型计算结果高度吻合,从而验证了等效模型的正确性。仿真结果可以得出随着负载不对称程度的增加非故障相得电流夹角出现严重偏离,同时不对称运行使电机内磁场发生严重畸变,随着不对称程度的增加气隙磁密谐波幅值增大。     

双鼠笼感应电机M-S、I-S曲线计算和仿真

基于三相双鼠笼感应电动机的等效电路,本文推导出一种计算双鼠笼双端环感应电动机M-S与I-S曲线的方法,并利用计算机编程实现对电动机运行过程中的整个转矩、电流曲线进行仿真,提高了分析曲线的效率和设计准确度,为新产品设计、电机故障检查提供强有力的依据。     

双馈电机定子匝间短路的建模与稳态分析

双馈感应式发电机使用广泛,定子匝间短路是常见故障之一。利用多回路理论建立了双馈感应发电机正常以及定子匝间短路情况下的数学模型,利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。对双馈感应式电机在这两种情况下进行了仿真,并且对仿真结果进行了相应的频谱分析。最后分析了电网电压不对称对匝间短路识别的影响,提出了通过线电流频谱的不同特征来区别电网电压不平衡和匝间短路。通过和实验数据的对比可以看出,得到符合实际的仿真结果。     

双鼠笼感应电机M—S、I—S曲线计算和仿真

基于三相双鼠笼感应电动机的等效电路，本文推导出一种计算双鼠笼双端环感应电动机M—S与I—S曲线的方法，并利用计算机编程实现对电动机运行过程中的整个转矩、电流曲线进行仿真，提高了分析曲线的效率和设计准确度，为新产品设计、电机故障检查提供强有力的依据。     

定子斜槽高压感应电动机三维磁场与运行性能分析

针对高压感应电动机转子斜槽在工艺上的困难,提出了在定子上采用斜槽结构的设计方法。建立求解定子斜槽高压感应电动机的三维非线性瞬态场数学模型。通过对电机进行三维实体建模,并采用基于T,ψ-ψ电磁位对的三维有限元法对定子斜槽的高压感应电动机额定工况进行分析计算。分析了定子斜槽后电机基波磁场和齿谐波磁场沿轴向的分布情况,并研究了斜槽对主要齿谐波磁场的削弱作用,进一步对比分析了斜槽与直槽额定工况下主要性能参数,计算结果表明,定子斜槽高压感应电动机电气性能优于直槽电机,并大幅降低了齿谐波。     

基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流谐波分析

本文分析了发生转子绕组匝间短路故障,发电机的电磁特性及励磁电流的变化,针对SDF-9型故障模拟实验机组,采用多回路模型建立了励磁绕组匝间短路故障情况下的转子电感参数模型和定转子互感参数模型。对励磁绕组匝间短路的短路匝数与励磁电流的谐波关系进行了定量计算。分析得到转子绕组匝间短路故障的特征,为故障检测提供依据。     

感应电机定子绕组故障仿真模型研究

把感应电机定子侧绕组的每一个并联分支看成是一个支路,转子侧等效为d轴和q轴两个相互垂直的绕组,建立了基于绕组并联支路的感应电机磁链方程和电压方程.根据故障后支路的电压方程和磁链方程得出了各种绕组短路故障的等效模拟电路;对于绕组断线故障,可令该绕组的阻抗为一个相当大的数来模拟,最后用一个45 kW的电机参数进行仿真.     

分裂变压器平衡绕组结构分析

计算了带有平衡绕组的轴向分裂变压器发生短路故障时,短路电流及并联绕组电流的分配;分析了平衡绕组结构的改进措施,并对结构改进前后各绕组受力进行了计算比较。结果表明,结构改进后,当低压绕组发生突发短路故障时,短路绕组所受到的电磁力降低了。     

500kV主变单相替换对主保护的影响分析

结合某500kV变电站用原#1主变A相备用变压器替代存在故障的#2主变B相运行的工程实例,基于PSCAD/EMTDC建立了单相三绕组自耦变压器组的模型,对比分析替换前后的稳态和暂态特性,研究变压器单相替换后因三相绕组短路电压百分比不一致对变压器差动保护和瓦斯保护的影响.仿真分析表明该替换对变压器主保护影响不大,可以在不修改定值的情况下继续运行.为500kV变压器单相替换的工程实施提供了技术支撑.     

磁场能量有限元法在电机参数计算中的应用

绕组的自感和互感参数计算是建立电机数学模型的基础,在很大程度上决定了电机性能计算的准确性。现有的电机绕组电感计算方法大多忽略了磁路饱和的影响,而且没有考虑定、转子齿槽以及气隙不均匀或不对称对电机参数的影响。电机磁场的有限元数值解法(包括其他数值解法)为电机的参数计算提供了一种更为准确的方法。本文介绍了一种建立在磁场能量摄动法基础上的电感参数有限元计算法。该法不受电机类型和绕组、气隙结构的限制,通用性强,准确程度高,可用于分析具有各种绕组或气隙结构的特种电机的参数和性能。文中给出了用该法计算一台六相方波电机电感参数的应用实例,并给出了电机参数计算值与实测结果的比较。     

基于断电后残余电压的感应电机定子故障诊断

为了提高感应电机定子绕组故障诊断的准确性,提出了一种基于Hilbert-Huang变换(HHT)的故障诊断新方法.选取断电后零序电压的基波分量作为定子故障特征,可有效避免电源不平衡和负荷波动的影响,直接反映电机定子的不对称度.利用Hilbert-Huang变换中经验模态分解(EMD)方法对断电后的零序电压进行了分解,提取出基波分量,通过计算其均方根值可以诊断出电机定子绕组故障.在一台4 kW的感应电机上进行的实验证明了该方法的可行性和有效性.     

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障仿真与保护分析

随着发电机组的容量不断增大,定子绕组内部故障的破坏作用引起人们的高度重视．文章全面介绍了大型凸极同步发电机定子绕组内部故障的仿真与分析．并对发电机在短路故障状态下数学模型建立、参数计算、保护分析等进行了系统研究,给出了提高定子内部故障保护水平的重要理论依据．凸极同步电机具有一定的代表性,隐极机及其它电机可作为特例用类似方法分析．     

基于集中参数热模型的异步电动机定子绕组温度软测量

应用集中参数热模型推导出异步电动机定子绕组温度与铁芯温度、机座温度以及定子绕组损耗之间的函数关系。根据定子绕组最高温度与铁芯表面温度、机座表面温度以及定子电流等易测参数之间的关系实现了定子绕组最高温度的软测量,分析影响软测量精度的因素,提出了提高测量精度的措施。实测数据表明该测量方法具有较高的测量精度,为实现方便、满足工程要求的电动机热保护奠定基础。     

异步电动机定子绕组匝间短路故障特征分析

基于多回路数学模型,对异步电动机定子绕组匝间短路故障瞬变过程做了数字仿真,并完成了相关物理实验。在此基础上,对定子绕组匝间短路故障的典型特征进行灵敏度与可靠性评定,遴选出定子负序视在阻抗低通滤波值这一可靠兼具良好灵敏度的定子绕组匝间短路故障特征,从而为定子绕组匝间短路故障的灵敏、可靠检测奠定了基础。     

电力变压器线圈短路力计算与分析

针对电力变压器线圈的短路问题,分析了其易短路的原因;介绍了电力变压器线圈短路力简化计算模型和线圈径向力与轴向力的计算分析方法;提出了在产品设计过程中如何提高抗短路强度的具体措施.