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，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。本文采用電流信號分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式對永磁同步電機(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(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)測功能。在實(shí)際操作