永磁同步電機匝間短路故障在線診斷研究.pdf

1、自動化、智能化是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，而保證系統(tǒng)穩(wěn)定性是實現(xiàn)其自動化、智能化的前提。永磁同步電機因其高效率、高功率密度以及具有魯棒性等優(yōu)點，已被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)，尤其是精密控制領域。若電機發(fā)生故障而未能及時發(fā)現(xiàn)，輕則損傷電機本身，重則損壞整個機電設備，造成巨大經(jīng)濟損失，因此對永磁同步電機故障診斷的研究意義重大。本文采用電流信號分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方式對永磁同步電機匝間短路故障進行在線診斷研究。
　　首先，在分析

2、了電機正常狀態(tài)下的數(shù)學模型基礎上，通過在短路相上引入短路支路，建立了永磁同步電機匝間短路故障下的非線性模型，重點對故障后電機定子繞組電阻、電感參數(shù)的計算進行了分析。所建故障模型較好地平衡了計算復雜度與模型精度問題，且對于電機正常與故障兩種狀態(tài)都適用，避免了仿真研究時需反復變換電機模型的問題。
　　然后，采用卡爾曼階比追蹤算法對電機電流三次諧波成分進行提取。依據(jù)匝間短路故障發(fā)生時短路相電流三次諧波幅值遠大于其他兩相來定位故障位置，根

3、據(jù)電流三次諧波幅值隨速度變化曲線的斜率大小來判定匝間短路故障嚴重程度。提出了一種基于電流基頻計算負序電流的方法，對電機匝間短路故障后的負序電流進行提取，并將其作為匝間短路故障另一個故障特征值。在此基礎上結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡，對永磁同步電機匝間短路故障的嚴重程度及故障位置進行綜合診斷。
　　最后，采用VC++與Matlab混合編程的方式設計了永磁同步電機故障診斷功能模塊。該功能模塊可以同時實現(xiàn)電機的在線仿真及在線故障監(jiān)測功能。在實際操作