永磁同步電機(jī)匝間短路故障在線診斷研究.pdf

1、自動(dòng)化、智能化是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，而保證系統(tǒng)穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化、智能化的前提。永磁同步電機(jī)因其高效率、高功率密度以及具有魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，尤其是精密控制領(lǐng)域。若電機(jī)發(fā)生故障而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，輕則損傷電機(jī)本身，重則損壞整個(gè)機(jī)電設(shè)備，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)永磁同步電機(jī)故障診斷的研究意義重大。本文采用電流信號(hào)分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式對(duì)永磁同步電機(jī)匝間短路故障進(jìn)行在線診斷研究。
　　首先，在分析

2、了電機(jī)正常狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過在短路相上引入短路支路，建立了永磁同步電機(jī)匝間短路故障下的非線性模型，重點(diǎn)對(duì)故障后電機(jī)定子繞組電阻、電感參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行了分析。所建故障模型較好地平衡了計(jì)算復(fù)雜度與模型精度問題，且對(duì)于電機(jī)正常與故障兩種狀態(tài)都適用，避免了仿真研究時(shí)需反復(fù)變換電機(jī)模型的問題。
　　然后，采用卡爾曼階比追蹤算法對(duì)電機(jī)電流三次諧波成分進(jìn)行提取。依據(jù)匝間短路故障發(fā)生時(shí)短路相電流三次諧波幅值遠(yuǎn)大于其他兩相來(lái)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(lái)判定匝間短路故障嚴(yán)重程度。提出了一種基于電流基頻計(jì)算負(fù)序電流的方法，對(duì)電機(jī)匝間短路故障后的負(fù)序電流進(jìn)行提取，并將其作為匝間短路故障另一個(gè)故障特征值。在此基礎(chǔ)上結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)永磁同步電機(jī)匝間短路故障的嚴(yán)重程度及故障位置進(jìn)行綜合診斷。
　　最后，采用VC++與Matlab混合編程的方式設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)故障診斷功能模塊。該功能模塊可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的在線仿真及在線故障監(jiān)測(cè)功能。在實(shí)際操作