永磁同步電機(jī)定子繞組匝間短路故障氣隙磁場(chǎng)分析.pdf

1、永磁同步電機(jī)(PMSM)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、工作可靠、噪聲低等性能特點(diǎn)，正在逐漸替代傳統(tǒng)勵(lì)磁電機(jī)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域：軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和生活領(lǐng)域等。
　　但是，永磁同步電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中很容易產(chǎn)生故障。起動(dòng)、制動(dòng)、加減速、機(jī)械振動(dòng)、電磁振動(dòng)、高溫、潮濕等因素都可能會(huì)使永磁同步電機(jī)發(fā)生故障。
　　永磁同步電機(jī)的繞組故障有匝間短路故障（單相匝間短路故障、相間匝間短路故障）、接地故障、單相斷路故障等。其中，匝間短

2、路故障時(shí)最常見(jiàn)的繞組故障之一，且破壞性極強(qiáng)。當(dāng)永磁同步電機(jī)發(fā)生匝間短路故障時(shí)，如果不對(duì)其采取措施，則其故障將發(fā)展成接地故障等更為嚴(yán)重的故障，從而造成損失。因此，對(duì)永磁同步電機(jī)定子繞組匝間短路故障的分析是很有必要的。
　　本文首先對(duì)永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)永磁材料的特性和兩類(lèi)繞組故障等進(jìn)行了簡(jiǎn)述。其次建立了永磁同步電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)和發(fā)生兩類(lèi)繞組故障（單相匝間短路故障、相間匝間短路故障）時(shí)的電壓方程和磁路模型（包括

3、：定子分量、轉(zhuǎn)子分量），從而得到氣隙磁場(chǎng)的分布情況。接著對(duì)永磁同步電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)和故障狀態(tài)下的氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行了分析，總結(jié)了故障對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響規(guī)律。然后對(duì)不同故障程度下的氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行了分析，得出了隨故障程度的變化，故障特征量與故障參數(shù)之間的關(guān)系會(huì)發(fā)生變化。最后利用 ANSYS Maxwell軟件建立了永磁同步電機(jī)的有限元模型，計(jì)算了氣隙磁場(chǎng)的分布。再通過(guò)matlab軟件對(duì)其進(jìn)行 FFT分析，提取出氣隙磁場(chǎng)的基波分量，并利用 waveme