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无刷励磁机旋转整流系统典型故障的在线检测方法研究

蔡波冲  
【摘要】:旋转整流系统作为无刷励磁机的关键部件,也是无刷励磁机稳定运行时的薄弱环节。无刷励磁机旋转整流系统随发电机转子以同步速旋转,在高负荷、过电压和强振的工作条件下,二极管开路故障时有发生,给发电机励磁系统带来了安全隐患,当损坏的二极管数量较多时,励磁机就无法正常励磁,导致发电机无法正常工作。因此,提出能够在线检测无刷励磁典型故障的方法显得尤为重要,本文主要工作如下:(1)分析了无刷励磁机旋转整流系统二极管在正常和开路故障两种情况下电枢绕组的导通规律,研究了典型故障特征量的变化规律,奠定了在线检测无刷励磁机旋转整流系统典型故障的理论基础。(2)介绍了旋转整流系统模块结构,以某电机厂5.8MW三相无刷励磁机和某电厂的11对极39相无刷励磁机为研究对象,建立了基于场路耦合的无刷励磁机二维有限元仿真模型,验证了模型的正确性。(3)研究了三相和多相无刷励磁机在正常、故障两种情况下,单个U型检测线圈中磁通量及其感应电压的变化规律,分析了谐波频率特征,提出了新的故障判据,可作为无刷励磁机旋转整流系统故障的诊断方法。(4)对单U型检测线圈法进行改进,提出了另一种新型故障诊断方法:双U型检测线圈法,研究了三相无刷励磁机在正常、故障两种情况下,电枢电流的变化规律,分析了气隙磁通密度的故障特征,计算了双U型检测线圈的感应电压差,为无刷励磁机的故障诊断提出了性能更为优越的故障判据。


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