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高压异步电机诊断与保护集成相关技术的研究

孟利民  
【摘要】: 异步电机由于坚固耐用、价格低廉、效率高而在生产中获得了广泛应用。但是在某些工业应用中,由于种种原因它的故障率仍是很高的,由此带来的设备损失和停产损失都是巨大的。因此,异步电机的监测、诊断与保护技术是国内外电机工作者近年来的一个研究热点。 本文结合我校承担的某电厂高压电动机故障诊断项目,开展了高压异步电动机诊断与保护集成系统相关技术问题的研究。 本文首先论述了异步电机的故障诊断与保护功能集成的概念,以及国内外目前在这一方面的研究现状及其发展趋势。 分析了异步电机各种常见故障的原因及常用的诊断方法,重点研究了定子电流频谱分析法(MCSA)的诊断原理。MCSA是一种监测和诊断异步电机故障的有效方法,该方法的优点是不需要另外装设任何附加的传感器,只需提取和分析电机的一相定子电流信号,即可监测电机的运行状态。该方法的诊断要点和难点是得到各特征频谱分量的精确信息,因为电机轻微故障时,定子电流中各故障特征分量的幅值变化很小且远小于基频分量的幅值。本文提出了基于选带相位补偿细化法和频谱校正法相结合的方法较好地解决了这一问题,得到了各特征分量的准确值,为电机故障的诊断提供了精确的诊断信息。 编制了电机故障诊断软件,该软件可以实现对电机定子电流信号的时域波形显示、频谱细化及校正、数字滤波、窄带频谱图的显示存储及打印等功能,实现了转子故障的自动诊断及气隙偏心故障的趋势分析与诊断。 对异步电机的综合保护理论进行了研究,对异步电机各种常见故障及其保护原理进行了分析,并对异步电机故障诊断与保护的功能集成技术进行了研究,初步完成了系统的总体功能设计。 完成了异步电机转子故障试验,实际检验了本文提出的算法和诊断策略的有效性及实用性。


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