異步電機定子繞組匝間短路故障建模與檢測方法研究.pdf

1、本文以國家自然科學(xué)基金——（高鐵聯(lián)合基金重點項目）“高速鐵路電力牽引系統(tǒng)中的安全性預(yù)測與控制”（編號:U1134205）為依托，以CRH3型動車組牽引傳動系統(tǒng)的異步電機為研究對象，對其定子匝間短路故障時的數(shù)學(xué)模型及故障檢測方法進行了深入研究，該研究可為異步電機定子繞組匝間短路故障診斷提供建模與檢測的理論基礎(chǔ)和設(shè)計依據(jù)。具體工作如下:
　　首先，分析了定子繞組匝間短路故障時異步電機的物理模型，在充分考慮短路繞組間磁路耦合的基礎(chǔ)上，建

2、立并詳細推導(dǎo)了該故障電機在三相靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型;并通過坐標變換得到其在兩相靜止坐標系下的簡化故障模型，從而推導(dǎo)出了該故障下異步電機的狀態(tài)方程并編寫相應(yīng)程序。
　　其次，介紹了以三相定子電流Park's矢量為故障特征量的檢測方法:其中Park's矢量法將電機電流由三相靜止坐標系變換至兩相靜止坐標系上，通過觀察矢量圓軌跡來判斷是否發(fā)生故障及其嚴重程度;擴展Park's矢量則通過分析其Park's矢量模頻譜，以2倍基頻分量幅值與直

3、流分量幅值之比作為異步電機定子匝間短路的故障嚴重度。隨后介紹了以三相定子電流負序分量為故障特征量的檢測方法，通過Hilbert變換可有效分離定子電流的正序及負序分量，通過比較負序電流偏離比檢測故障情況。
　　再次，針對開環(huán)及閉環(huán)控制，對其空間矢量脈寬調(diào)制理論及矢量控制理論算法進行了介紹。并在MATLAB/SIMULINK仿真平臺上對上述系統(tǒng)中異步電機定子繞組匝間短路故障建模及檢測算法分別進行了仿真驗證。
　　最后，在基于RT