繞組短路故障對表貼式永磁同步電機失磁影響的研究.pdf

1、近年來隨著永磁電機的廣泛使用，人們對永磁電機的安全運行提出了更高的要求。目前永磁電機正在向大功率化、高節(jié)能、高性能和微型化等方向發(fā)展，且運行環(huán)境日益復(fù)雜，需要對各種運行故障給予更多重視。及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，減少事故發(fā)生幾率，降低維修成本和經(jīng)濟損失，提高對永磁電機故障檢測和分析的能力，將成為保證永磁電機安全可靠運行的重要研究課題。
　　釹鐵硼永磁材料因具有高磁能積和不含戰(zhàn)略物資等特點而在永磁電機中得到迅速推廣，但該材料熱穩(wěn)定性較差，矯

2、頑力具有負溫度系數(shù)等特點使得短路故障對釹鐵硼永磁電機的影響與對傳統(tǒng)電勵磁機有所不同。特別是由短路故障引起的暫態(tài)沖擊電流可能使永磁體出現(xiàn)局部不可逆失磁，從而導(dǎo)致電機損壞。
　　目前預(yù)防永磁體失磁的主要方法是根據(jù)穩(wěn)態(tài)短路電流對永磁體的整體去磁作用是否低于不可逆失磁拐點來進行校驗，并考慮一定的余量，但實際上短路故障產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊電流對永磁體的去磁作用更大，且永磁體往往是局部失磁而非整體失磁，因此容易出現(xiàn)預(yù)防過度或預(yù)防不足等問題。

3、　　為保證永磁電機安全運行并及早消除故障隱患，我們需要更多有效檢測永磁體失磁的方法和手段。由于提取故障電機特征參數(shù)，了解失磁電機的運行行為是進行電機在線監(jiān)測和診斷的前提，本文利用有限元法仿真分析了多種繞組短路故障的暫態(tài)過程對永磁電機的失磁影響，提取并分析了失磁電機的空載運行參數(shù)及其諧波變化規(guī)律，并繼續(xù)研究了失磁電機帶負載運行時的行為表現(xiàn)。
　　本文首先介紹了永磁電機的基本結(jié)構(gòu)及原理，并對永磁材料特性、四類繞組短路故障等作了簡述。其

4、次介紹了電磁場理論以及有限元法的特點，運用Ansoft軟件建立了永磁電機模型，計算了未失磁電機空載及負載運行時的相關(guān)參數(shù)。再次計算了四類短路故障的暫態(tài)過程對永磁電機的失磁影響，根據(jù)磁密分布建立了永磁體的失磁模型，提取了不同類型失磁電機的空載反電勢和磁鏈的波形及各次諧波幅值，并分析其變化規(guī)律。最后計算了不同類型失磁電機在帶失磁故障情況下分別作額定電動和發(fā)電運行時的行為表現(xiàn)，并討論永磁體是否會出現(xiàn)繼續(xù)失磁，以此完善電機在線監(jiān)測理論。