异步电动机转子故障对定子故障检测的影响与对策

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。首先,完成了异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障仿真并对仿真结果做了分析,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。进而明确揭示出该影响之原因,即转子故障将导致定子电流中出现边频分量。之后,提出了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策略,其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边频分量。     

同步发电机定子绕组匝间短路故障检测

同步发电机定子绕组匝间短路故障是一种常见的、破坏性很强的故障,对电厂发电机乃至电网的安全运行都将带来一系列严重的影响。参考扩展Park矢量方法（EPVA）,利用实用的alpha beta 0坐标,结合EPVA矢量分析方法对发电机定子绕组内部匝间短路故障引起的不对称电压电流信号进行了分析研究,得到该类故障特征的直观图形和数字特征表示。该方法可靠、简单易行,使用该方法可以实现发电机定子绕组内部故障的非侵入式检测,不同负载下的动模试验分析证明了该方法的有效性。结合多回路方法,该方法可以作为三相同步发电机内部匝间短路在线检测和故障定位的新方法。     

双定子风力发电机绕组匝间短路状态下的故障运行研究

当发生定子绕组匝间短路故障时,传统的单定子风力发电机只能停运等待维修,防止事故扩大,而双定子电机则可以带故障运行,不必完全停机。本文通过建立双定子永磁直驱风力发电机模型,对其内、外定子绕组匝间短路这一故障下的运行状态进行了分析,并使用有限元分析软件分别验证,证明了双定子电机定子绕组匝间短路时的容错运行能力。     

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°。     

同步发电机定子绕组匝间短路故障诊断研究

在对同步发电机定子绕组匝间短路故障负序电流分量产生机理进行分析的基础上,提出了以负序电流作为故障特征量,对同步发电机定子内部短路故障进行监测和诊断的方法。基于电路与电磁场有限元理论,建立同步发电机场路耦合数学模型,对半载运行下的同步发电机发生定子绕组匝间短路故障进行仿真,计算出故障发生前后三相电流相角差与幅值以及负序电流分量,并通过一台功率为24 kW的同步发电机实验数据验证了模型的精度与理论分析的合理性。同时,仿真分析了同一支路短路故障与不同支路短路故障等情况下对负序电流大小的影响,该结果对同步发电机定子绕组匝间短路故障的监测与诊断具有理论意义。     

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.     

EEMD-HHT方法在双馈式感应发电机定子匝间短路故障分析中的应用研究

定子绕组匝间短路故障是双馈式感应电机常见故障之一。采用多回路理论构建数学模型,通过MATLAB进行不同故障、不同条件下的仿真。用HHT方法分析故障电流虽然能够得到相应现象,但传统HHT中的EMD分解方法存在一定不足,分解结果不能区分匝间短路故障和一些非故障情况,而引入EEMD分解方法来替换EMD分解,则很好地克服了这一缺点,排除了电压不平衡、变转子转速等其他因素对匝间短路故障诊断过程中的干扰。EEMD-HHT方法可以为定子匝间短路故障检测提供更加可靠的保障。     

大型超（超）临界发电机组匝间短路及相应保护配置分析

对于大型超（超）临界机组发生匝间短路故障,随着电抗的增大和定子绕组、电阻的减少将使短路电流水平下降,导致保护的灵敏度降低,因此普通的保护如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超（超）临界汽轮发电机．实践证明,发电机发生匝间短路故障后,随着短路匝数的增加,转子二次谐波电流以及单元件横差电流均有较大的变化,以此构成的相应保护方案将能够可靠动作．着重讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响以及匝间保护在实际中的应用．     

励磁式发电机故障模拟系统

针对发电机在运行过程中,会受到多种因素影响而出现各类故障等问题展开研究,这些问题若无法及时发现可能会导致很严重的后果.在深入研究励磁式发电机定、转子结构的基础上,设计了励磁式发电机故障模拟实验系统,该系统采用两级发电式结构,故障设置操作简单.该系统可模拟主发电机定子绕组匝间短路故障、定子绕组相间短路故障;转子偏心故障;励磁机定子绕组匝间短路故障、转子绕组匝间短路故障、相间短路故障.旋转整流器三相桥式电路中,可设置某一功率二极管开路故障.该实验系统能够实现发电机故障的定位并提高发电机运行的可靠性.     

基于多目标优化的永磁同步电机容错控制研究

电机定子绕组匝间短路是最常见的一类故障形式,若不进行处理会逐渐发展为相间或相对地短路,从而导致电机损坏。为了保障电机的安全运行与故障下转矩输出质量,需要及时对故障电机进行有效的容错控制。首先,以永磁同步电机为研究对象,通过电机定子绕组匝间短路故障等效电路获得电机数学模型,并分析了d-q轴电流平面下的故障电机转矩、短路环流及绕组温升。然后,为实现对故障电机电流的准确预测,对电机定子绕组匝间短路故障等效电路进行合理电路变换,建立故障电机预测模型,进而提出了一种多目标优化预测容错控制策略。最后,搭建电机实验平台,对提出的容错控制策略进行实验验证,结果表明：该方法可有效抑制短路环流及绕组温升并降低故障电机的转矩脉动。     

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。     

基于机电综合特征的发电机转子故障诊断系统的研究

首先分析了转子绕组匝间短路、气隙静偏心、气隙动偏心、转子不平衡等发电机转子故障发生时的振动特征和定子绕组并联支路间环流变化特征,得出不同故障引起的环流特征和振动特征的机电综合特征存在差别,从而提出了基于转子振动和定子绕组并联支路环流的机电综合特征的发电机振动故障识别方法。然后利用LabVIEW软件和PCI-6251数据采集卡,研制了基于虚拟仪器技术发电机故障检测系统,能够实现发电机信号的采集、在线分析、数据库管理、发电机参数查询、故障诊断等功能,并在SDF-9型故障模拟实验机组上完成调试,达到预期效果。     

小波分析在发电机转子绕组匝间短路故障诊断中的应用

介绍了小波变换用于突变信号的检测原理,通过对发电机转子绕组匝间短路时气隙电动势信号特点的分析,提出了基于小波变换的故障诊断方法,并用实例验证了该方法的有效性,为现场早期发现转子绕组故障和处理故障提供了理论依据.     

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.     

基于最小二乘支持向量机和能量频谱分析的电机匝间短路故障诊断

针对异步电机的构造与定子匝间短路故障,提出了一种基于最小二乘支持向量机和能量频谱分析的故障诊断方法,该方法通过样本误差来选择贡献量比较大的样本,同时又顾及到其它样本的一些属性,再通过最小二乘支持向量机来进行训练,在保证算法的精度和推广的能力的同时,可以减少训练样本的数量,因而训练速度会很快。此方法具有鲁棒性和快速性,同时它也会削弱部分干扰样本的影响,从而减少误判的概率。实验结果显示,使用最小二乘支持向量机和能量频谱分析的故障诊断方法,对电机故障方式进行诊断具有一定的可行性和有效性。     

振动偏心时定子绕组短路对振动特性影响分析

考虑了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态,对定子匝间短路引起的发电机振动特性进行了机电耦联交叉特性分析。首先分析定子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征,计算得到气隙磁导、气隙磁密和气隙磁场能的表达式,然后得到作用于转子的不平衡电磁力特性和作用于定子的脉振电磁力特性,最终得到定转子径向振动特征。并实际测试了SDF-9型和MJF-30-6型故障模拟发电机定子绕组匝间短路时定转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。     

基于振幅和相角变化的转子匝间短路故障诊断研究

首先分析了汽轮发电机发生转子匝间短路的受力情况,得出了转子匝间短路状态下的振动方程。并通过分析匝间短路前后振动方程振幅、相角的变化,确定了以测量振幅、相角变化作为判断转子匝间短路发生依据的结论,并论证了该方法的可靠性。最后通过振动方程仿真了匝间短路发生后的振动相角、波形、幅值的变化过程,验证了先前的结论。     

大型感应电机定子绕组故障建模与仿真

介绍一种分析三相感应电机定子绕组故障的新模型,该模型由原始的相轴线模型经过变换得来,可应用于电机定子三相参数不对称的状态,编写适合三相感应电动机定子对称与不对称运行状态的仿真计算程序,通过实例对感应电动机的定子匝间短路和单相短路时的运行过程进行仿真计算,并对仿真结果进行分析.