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.     

瞬时功率分解算法在感应电机定子故障诊断中的应用

分析了电压不平衡、电压及负载的动态变化在故障负序电流检测中的表现;揭示了电机的负序感抗受电机自身固有不对称,铁磁饱和程度以及转子漏抗、转子几何静偏心的影响而非常数;提出了一种基于瞬时功率分解算法(IPDT)的感应电机定子线圈故障诊断方法,导出了故障负序电流的近似表达式：利用该方法可消除非故障因素产生负序电流的影响。实验结果证实,电机在不同条件下运行时,用该方法检测定子线圈故障,均可提高故障识别的精度。     

变频电源驱动的感应电机定子短路故障诊断方法

针对由变频电源驱动的感应电机,分析了电网负序电压分量对感应电机定子电流的影响,发现电网负序电压分量不会在定子电流中产生负序电流。因此,对变频电源驱动的感应电机定子故障进行诊断,不再需要对电网负序电压对定子电流的影响进行补偿。基于对逆变器直流侧电流的分析,提出了一种基于逆变器直流侧电流的定子故障诊断方法和一种评估定子故障严重程度的故障严重因子,这种故障严重因子完全独立于电源与负载,同时在物理意义上还具"阻抗"的概念。采用在电机两相之间接短路电阻的方法,模拟定子线圈非金属性短路故障进行实验。实验结果表明:该方法不需要对电网负序电压的影响进行补偿,而且只需要采集一路电流信号,其算法也相对简单,是一种简单有效的方法。     

基于空间矢量法的感应电机定子线圈故障检测方法研究

提出了一种基于空间矢量法的异步电机定子线圈短路故障检测方法，导出了与线圈短路故障相关的故障特征，定义了表征故障程度的灵敏因子λ。实验结果证实，该方法可准确检测出反映异步电机在定子线圈短路故障时的故障特征，其应用于异步电机定子线圈故障检测，准确可靠，方法切实可行。     

基于KPCA与RVM感应电机故障诊断研究

针对感应电机非线性、强耦合、时变的特点,提出一种将核主成分分析(KPCA)和相关向量机(RVM)相结合的感应电机故障诊断方法。首先,对感应电机定子电流进行小波分解,并采用核主元分析方法有效去除信息的冗余,得到能反映感应电机运行状态的特征向量。然后,利用相关向量机对故障特征向量进行故障分类,识别感应电机的运行状态。通过对不同运行状态下感应电机进行识别分析,验证了此方法的可行性和实用性,并和其他3种方法比较,结果表明基于KPCARVM方法的故障诊断方法有较好的分类效果和泛化能力,是一种有效的感应电机故障诊断方法。     

电机定子硬绕组线圈的计算机辅助设计

绕组是电机的关键部件。本文以定子硬绕组线圈为对象，对绕组CAD作了初步研究，建立了有关数据库，实现了设计与绘图的结合，从而是形成了一个比较完整的交互式CAD系统，最后给出了有关结果，计算结果和设计速度是令人满意的。     

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。     

十五相感应电机定子绕组多相开路的稳态特性

基于通用电机基本原理和对称分量法,对十五相感应电机在定子绕组多相开路时的稳态电流和转矩特性进行了分析,由十五相感应电机的稳态等效电路,采用数值求解方法获得了多相定子绕组开路时电机各稳态相量.理论分析和实验表明,多相电机特性的恶化程度与定子绕组开路的相数以及它们的相对位置有关.     

基于全过程移动监督技术的感应电机定子绕组温度实时监测系统

随着物联网技术的发展,如何将物联网技术与非侵入式电力设备运行状态监测技术相结合成为当前研究热点之一。为了探索基于物联网技术的电气设备运行状态监测新模式,以感应电机定子绕组温度的非侵入式在线监测为出发点,首先提出了一种基于自适应法和最小二乘法的电机定子绕组温度辨识方法,并结合当前物联网技术的发展,设计了一种基于全过程监督技术的感应电机全寿命周期监督定子温度监测系统。以1台5.5 kW感应电机为例进行试验验证,结果表明该系统具有较强的鲁棒性。所提出的理念和技术可以为其他大型电力设备的状态监测提供重要参考和技术支撑。     

电机故障特征值的倍频小波分析

该文对异步电动机在鼠笼转子发生不同断条故障情况下的定子电流分别进行了实验测量；并对测量电流进行倍频小波分析，利用小波系数，在各个频段上进行小波信号重构；通过计算各个频段的信号能量特征值，诊断电机故障。这样，既可以从低频频段来诊断异步电动机鼠笼转子断条故障，也可以从某些高频频段来识别故障是否发生，从该文的实验诊断表明，倍频小波分析方法取得了较好的效果。     

感应电机转子绕组故障仿真与实验研究

从仿真计算与实验两方面对感应电机转子绕组故障进行研究。首先分析断条数量对电机的影响：讨论了转子断条故障后转子备导条电流以及备段端环电流分布及变化情况，转子断条数量与定子电流中转子绕组故障特征量的关系。转子断条位置对电机影响很大，过去没有引起人们的重视，该文对此进行深入研究，分析电机转子断条位置与故障特征量之间的关系，转子断条位置与转子导条电流、转子端环电流之间的关系，并总结出其规律，指出哪些位置导条进一步断裂的可能性较大。该文还揭示了过去人们试图把故障特征量的大小作为电机转子断条根数多少的判据的局限性，提出了把断条引起电机的不对称性作为电机转子绕组故障程度判据的新的理论。     

基于Park矢量模信号小波分解的感应电机轴承故障诊断方法

在分析小波包分频特性的基础上，总结出小波包分解子频带按频率高低排列的通式；对三相定子电流的Park矢量模信号进行小波包分解，求相应子频带的小波包分解系数的均方根值（RMS），并用其表征轴承的故障特征，以此作为轴承故障诊断的依据。研究表明，该方法降低了基频电流及电流中噪声的影响，克服了由于受负载变化引起故障特征频率波动使得难以准确提取故障特征频率的缺陷；实验结果证明了该方法应用于电机轴承故障诊断的可行性。     

异步电动机定子绕组匝间短路故障检测方法研究

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，并完成了相关实验。通过分析仿真与实验结果，对各种故障特征量的灵敏度与可靠性进行探讨，指出定子负序视在阻抗是最可靠兼具良好灵敏度的定子绕组匝间短路故障特征量。以此为基础，提出了一种异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法，该方法以定子负序视在阻抗滤波值作为匝间短路故障特征量，并应用神经网络技术根据电机当前运行参数确定适当的故障检测阈值。实验结果表明，该方法是正确可行的。     

基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法

该文介绍了一种基于瞬时功率频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障监测与诊断方法。采集定子某两个端子之间的线电压和对应的线电流，由二者的乘积即可构成瞬时功率信号。理论分析表明，与常见的基于定子线电流频谱分析方法相比，使用瞬时功率信号能避免基波电流对故障特征成分的影响，更好地突出故障特征，分离复合故障。这些都有益于对故障程度的量化，和诊断规则的建立。通过对样机进行断条和偏心故障设置，多种故障情况下的实验结果也证实了上述结论。     

基于定子电流矢量定向的异步电机转子磁链估计器及其应用研究

异步电机矢量控制的关键问题在于精确地估计转子磁链。然而，传统的磁链估计器的精度会因定子或转子电阻的摄动而降低。文中提出了一种基于定子电流矢量定向的转子磁链估计器。该新型估计器不包含定转子电阻，可以避免电阻参数摄动对估计精度的影响。开环和闭环的仿真结果表明，该估计器具有相当高的精度，并且在定转子电阻大幅度摄动时，估计结果几乎不受影响，显示出比传统的磁链估计器更强的抗扰动能力。     

基于电磁转矩小波变换的感应电机转子断条故障诊断

该文提出了一种基于感应电机启动电磁转矩信号的转子断条故障诊断新方法。利用复值小波变换中的小波脊线提取出启动电磁转矩中故障特征在电机启动过程中的频率变化规律，检测出转子断条故障。同时，小波系数的模反映了信号在对应尺度上的能量大小，所以对应故障特征脊线上的小波系数模反映了该故障特征转矩的幅值变化规律。基于此，定义了脊线一小波能量谱的概念。将故障特征转矩对应的脊线一小波能量谱作为故障严重程度因子，即可根据其与转子连续断条根数的关系给出感应电机转子故障严重程度的表示方法。实验结果证明该方法是可行的。     

基于改进的形态滤波器信号预处理的感应电机定子磁链信号获取方法的研究

该文提出了一种适合于滤除正、负脉冲干扰的基于形态滤波器的数字滤波方法。该方法具有附加相移小、成本低、可靠性高的特点，用以滤除交流电机无速度传感器矢量控制系统中相电流波形上的脉冲干扰，并且与其他种类的线性和非线性数字滤波方法如平均值滤波、中值滤波相比较，给出了对比实验波形。矢量控制系统中的定子磁链信号由对反电动势积分得到，针对应用纯积分器带来的直流漂移问题、初值问题和磁链失真问题，提出了一种新的带饱和特性反馈的积分方法，饱和阈值可以根据估算的速度实时调整。仿真和在以ADMCF28型DSP为核心的系统实验证实了该方法的有效性。     

电机故障的逻辑诊断方法

进行故障诊断必须首先确定诊断参数及其测试方法。该文用仿真试验的方法进行了电机定子绕组匝间或相间短路、转子断条和转子轴偏心等各类故障。讨论了故障对电机电磁、振动和声学性能的影响。建立了包括直接故障及其条件故障在内的电机故障模型，建立了包括直接故障及其条件故障在内的电机故障模型。利用逻辑诊断方法，借助布尔矩阵确定了最小诊断试验庥及相应的监测参数，通过对绕组电压和电流中三次谐波的监测能够在故障初期和在运行条件下确定故障类型，提出的算法能对电机的技术状态做出快速判断。     

基于改进灰色关联分析的变压器故障识别

提出了一种新的基于改进灰色关联分析的变压器故障识别方法。在研究讨论了传统灰色关联分析理论的基础上，提出了群灰色关联度概念，并给出了它的计算方法。同传统的灰色类关联分析相比，该改进灰色关联分析具有两个优点：①提高灰色关联分析的准确性和可靠性：②降低了对单个参考信号的依赖性，扩大了灰色关联分析的应用范围。最后将该方法应用于变压器故障识别。识别结果显示，改进的方法比传统的灰色关联分析效果更佳、更可靠。该方法还可以广泛地应用于其他领域。