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《河海大学》 2007年
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基于参数辨识的交流电机故障分析研究

倪欣荣  
【摘要】:异步电动机应用面广量大,运行条件各异(负载频繁变化、环境恶劣等),其故障时有发生,然而到目前为止还没有彻底解决电机故障诊断问题。理论上当电机发生电气故障如定子绕组短路、转子断条等后,电机内部电流分布发生变化,电机内部电磁场发生改变,进一步引起定转子参数的变化。本文试图以电机的参数变化来分析电机故障,并对其暂态特性进行了实验研究。 异步机电气参数对于电机的各种性能至关重要,本文对电机定转子电阻、定转子电抗的计算方法进行分析,并用Ansoft公司的RMxprt模块对电机进行计算,输入如工作条件、几何尺寸、材料特性、绕组型式以及槽形尺寸等参数后,可计算得到电机的性能参数。 采用有限元分析和能量摄动理论相结合的方法,对异步电机进行有限元计算,并通过场计算器计算电机总的磁场能量。由能量摄动法计算得到电机定子相绕组的自感,并对电机转子断条和定子匝间短路故障分别进行计算,得出了转子断条对定子相绕组自感的影响不大,但定子绕组匝间短路对其自感有一定的影响,随着定子绕组匝间短路程度的加深,其绕组自感变小的规律的结论。由此可判断是否发生了故障,具有一定优势。 在研究分析当前异步电机参数辨识的各种方法的基础上,建立异步机参数辨识的数学模型,辨识稳态时T型等效电路中的各个参数。通过对异步电机在正常状态和故障状态分别进行参数辨识,发现随着转子断条根数的增多,其转子电阻会慢慢增大,而定子电阻,定子电感和转子电感等参数则变化不大。 对电机主要故障进行仿真计算和实验研究,实验中人为地制造故障,如转子一根断条、两根断条故障,研究电机在故障运行和正常运行时的暂态特性,如起动电流,电磁转矩,失电残压等,并对实验结果进行比较分析。发现电机发生故障时,转矩出现波动特征,失电残压中含有与电机转子绕组故障有关的谐波成份的特征等等,并且这些特征随着故障程度的加重而变得明显。这为电机的故障诊断创造了有利的条件。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM34

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【参考文献】
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