基于FEPG的电动机匝问短路温度场分析
电机绕组温度场分析及优化研究
电机绕组温度场分析及优化研究电机是现代工业中不可或缺的重要设备之一，其核心部件之一就是绕组。
绕组既是电机的能源转换介质，也是决定电机性能的关键因素之一。
电机的功率、效率、寿命等等指标都与绕组的质量有着紧密的关系。
近年来，电机绕组的温度场分析及优化已成为电机行业研究的热点之一。
一、电机绕组的温度场分析方法在电机运行中，由于绕组内部的电磁感应发热和电阻发热作用下，绕组温度会逐渐升高。
由于各个部分的绕组结构不同，所以在绕组温度分布上也会存在差异。
因此，进行电机绕组温度场分析，有利于优化绕组结构，提高电机的功率密度和效率。
目前，电机绕组温度场分析的方法主要有以下三种：1. 数值模拟法数值模拟法是目前研究电机绕组温度场分布的常用方法。
其基本思想是建立电机绕组的数学模型，通过计算机模拟的方式分析电机在不同工况下的温度场分布情况。
具体来说，数值模拟法常用的软件包括ANSYS、FLUENT等。
2. 实验方法实验方法是通过实验手段，测量电机绕组在不同负载条件下的温度变化情况，并根据测量结果进行分析和优化。
常用的实验手段有红外线热像仪、热电偶、纤维光学传感器等。
3. 解析方法解析方法是建立基于物理原理的电机绕组温度场分布模型，在此基础上，通过解析计算得出温度场分布的解析解。
常用的解析方法包括有限元法、有限体积法、边界元法等。
二、电机绕组的温度场优化方法电机绕组的温度场分布是影响电机整体性能的重要因素之一，因此，研究绕组结构优化方法，是提高电机功率密度和效率的关键。
目前，有许多方法可以有效地优化电机绕组的温度场分布，其中最常用的包括以下几种。
1. 涂层技术涂层技术是在绕组表面喷涂一层专门的保护性材料，目的是提高绕组的热稳定性和导热性。
常用的涂层材料包括氧化铝、氮化硅、热沉淀镀层等。
2. 合理铺绕合理铺绕是指将绕组的导体线依据其规格和结构特点，按照一定的规律分布在绕组槽中。
通过优化绕组的排列方式、导体线的集中密度、绕组的长度等参数，可以使绕组温度场分布更加合理，提高其工作效率。
基于重复脉冲法对发电机转子绕组匝间短路故障诊断分析
基于重复脉冲法对发电机转子绕组匝间短路故障诊断分析华电电力科学研究院有限公司山东分院摘要：基于行波传输原理，利用隐极式同步发电机转子绕组对称性，通过注入重复脉冲法并对响应信号进行采集和分析，判断发电机转子绕组是否存在匝间短路。
发电机转子绕组匝间短路重复脉冲法（RSO）能快速分析发电机转子绕组匝间绝缘状态及劣化趋势，判断是否存在转子匝间短路和接地等故障。
关键词：转子绕组；匝间短路；RSO；绝缘劣化0 引言发电机转子绕组匝间短路故障在转子电气绝缘事故中占有较大比例。
对于大型发电机来讲，由于在转子绕组的冷却设计上存在一定难度，因此，局部过热和匝间短路会相互激发。
如果对转子匝间短路故障不能及时发现，则这类故障会产生很大的危害，短路点局部过热会导致绝缘烧损接地、线棒过热会导致变形或熔烧，故障进一步发展会造成烧坏护环、大轴磁化或烧伤轴颈和轴瓦等，甚至会造成转子烧损事故或转子局部热态弯曲。
对发电机进行转子绕组匝间绝缘检测试验尤为重要。
1重复脉冲法试验原理采用双脉冲信号发生器对发电机转子两极同时施加前沿陡峭的一个高频冲击脉冲波，通过双线示波器录得两组响应特性曲线，当两响应曲线差值是一条直线时，表明无匝间短路现象。
否则，说明存在匝间异常或短路。
试验数据以拟合曲线偏差率为参数评断。
Um 为脉冲上升沿结束后的最大正峰值，Ud为差值曲线上对应A、B两组响应特性曲线不吻合区域的最大下凹量，也即A、B曲线之间的最大偏差量绝对值，在RSO检测曲线上的有效段。
偏差率的计算公式如下：试验如图1所示，测试仪接线面板的接线插头分别与发电机转子内、外滑环及转子大轴相连，另一端通过USB与数据分析软件及便携机相连。
图1 发电机转子绕组RSO试验接线图试验过程干扰源及排除方法a）激励信号电缆本身也是激励信号的负载，激励信号也会在其上产生反射。
如果两条信号电缆不对称，则两个反射波不一致，导致在特征波形的信号上升沿根部产生畸变，如图2所示。
这个畸变是因为信号电缆的非对称引起的，与转子绕组的状态无关。
电机匝间短路故障的仿真研究
电机匝间短路故障的仿真研究作者：赵娟等来源：《科技资讯》2014年第24期摘要：电机匝间短路故障的仿真研究是以电机匝间的气隙励磁磁通密度信号为研究对象的，通过采集系统进行数据实时采集，再运用小波包分解对数据进行分析，提取故障信息，最后运用BP神经网络对数据进行训练和测试，从而达到对电机匝间短路故障以及故障位置的准确判断。
通过运行表明，此方法故障识别率高、方便灵活而且诊断精度高。
关键词：匝间短路电流信号小波包分解 BP神经网络中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（c）-0112-01电机广泛的应用于各种机械设备，其性能决定了行业的经济效益和技术水平。
为了保证电机的安全运行，有效和及时的避免事故发生，对电机各种参数进行实时监测具有非常重要的意义。
本文提出一种电机匝间短路故障检测的方法，是将小波包分解和BP神经网络技术结合，通过采集到的电机的气隙励磁磁通密度信号进行分析和训练，建立数据信号和故障模式的非线性映射关系，从而确定是否存在短路故障以及确定隐患所在位置。
电机匝间短路故障的仿真研究，可以提高电机匝间短路故障诊断的有效性和可靠性。
1 电机转子绕组匝间短路故障机理电机匝间短路是电机故障中最常见的故障之一。
本论文的选择的是电机匝间绕组开槽数是16，N极和S极各设置8个槽。
利用MATLAB软件进行模拟仿真，采集并存储正常状态和任意一个槽内发生短路故障时的气隙励磁磁通密度信号，分析比较采集的信号，为电机匝间短路故障的仿真研究提供了数据支持。
2 综合故障诊断的数据处理系统当电机发生短路故障时，气隙励磁磁通密度信号的波形发生相应变化，即该信号携带了丰富的故障特征信息。
因此，综合故障诊断的数据处理系统主要实现对故障特征信息的提取，采用小波包变换将信号分解后，提取与故障征兆有关的量值，为建立BP神经网络诊断提供数据基础。
利用小波包变换提取的特征信息作为BP神经网络的输入，电机故障槽短路作为输出，建立3层BP神经网络，进行学习和训练，BP神经网络完全能够实现电机匝间短路故障的判断及故障槽的准确定位。
水轮发电机励磁绕组匝间短路转子温度场计算
温度分布也值得重视。 当大型水轮发电机转子绕 组发生匝间短路时，励磁绕组有效匝数减小，励磁 绕组中电流增大，短路匝温度下降。 这些会使转 子磁极，磁轭等部分的温度分布发生改变，影响转 子绕组的绝缘，应力分布等［２，３］ 。 温度作为水水轮 发电机中的一个重要技术指标，关系到电机运行 时的安全性。 因此分析大型水轮发电机转子绕组 匝间短路故障的温度场具有重要意义。
Ｖｏｌ������ ４５，Ｎｏ������ ４ Ｊｕｌ． ， ２０１８
水轮发电机励磁绕组匝间短路转子温度场计算
李俊卿， 王 罗， 李永刚
（ 华北电力大学 电气与电子工程学院， 河北 保定 ０７１００３）
摘要： 转子绕组匝间短路是水轮发电机中一种常见的故障， 该故障会对转子磁极温度的分布产生影响。 以三 峡水轮发电机为例， 基于传热学理论建立转子磁极三维计算模型， 并采用有限元方法对温度场进行求解， 得 到在励磁绕组匝间短路情况下的磁极温度场。 在此基础上， 研究了匝间短路位置变化、 短路匝数变化以及冷 却风参数改变对磁极温度场的影响。 通过计算分析得出磁极中部励磁绕组短路对磁极高温区域影响较大等有 意义的结论。 成果为之后匝间短路应力和短路恶化的研究奠定了基础， 也为电机设计者以及相关研究工作提 供了一定的参考。 关键词： 水轮发电机； 励磁绕组； 匝间短路； 有限元； 温度场 中图分类号： ＴＭ ３１２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００７ － ２６９１ （２０１８） ０３ － ００５８ － ０９
目前，在同步发电机温度场研究方面，国内外
第４ 期
李俊卿，等：水轮发电机励磁绕组匝间短路转子温度场计算
５９
已有很多学者做了相关工作与计算。 文献［４］ 利 用耦合物理场对汽轮发电机定子温度场进行了研 究。 李伟力等［５］ 学者对大型水轮发电机转子磁极 间流体场和温度场分布进行了计算分析；佟文明 等［６］ 学者对高速永磁电机的转子风刺和温升影响 进行了分析；王国海、张宇等［７ －９］ 学者对水轮发电 机关键技术、阻尼温度场和定子温度场做了很多 研究；徐正蓉、南日山等［１０，１１］ 对水轮发电机磁极绝 缘和温度场及电磁场进行了研究。
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》范文
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》篇一一、引言随着现代轨道交通的快速发展，直线感应电机作为轨道交通的核心驱动设备，其性能的优劣直接关系到整个系统的运行效率和稳定性。
而电机在运行过程中，损耗及温度场问题一直是研究的热点和难点。
本文将基于场路耦合的原理，对轨道用直线感应电机的损耗及温度场进行分析，以期为电机的优化设计和运行提供理论依据。
二、场路耦合原理场路耦合是指电磁场与电路之间相互影响、相互制约的关系。
在直线感应电机中，电机的电磁场分布、电流分布以及电机的性能都受到场路耦合的影响。
因此，对场路耦合的研究对于电机的设计和运行具有重要意义。
三、直线感应电机损耗分析直线感应电机的损耗主要包括铁损、铜损、机械损耗和其他损耗。
其中，铁损主要由电机铁心中的磁滞损耗和涡流损耗组成；铜损则是由电机中的电流在导体中产生的电阻损耗；机械损耗则是由电机内部的摩擦和风阻等引起的。
基于场路耦合的原理，我们可以对电机的损耗进行分析。
首先，通过电磁场的仿真分析，可以得到电机内部的磁场分布和电流分布情况，进而计算出铁损和铜损。
其次，结合电机的机械结构和运行状态，可以分析出机械损耗的大小。
最后，综合考虑各种损耗的来源和影响因素，可以对电机的总损耗进行评估。
四、直线感应电机温度场分析电机的温度场分布对其运行性能和寿命具有重要影响。
在直线感应电机中，由于损耗的存在，电机内部会产生热量，导致温度升高。
如果温度过高，将影响电机的绝缘性能和机械性能，甚至可能导致电机损坏。
基于场路耦合的原理，我们可以通过对电机内部的热源分布、热传递过程以及边界条件等进行仿真分析，得到电机的温度场分布。
首先，根据电机的损耗分布和产热情况，确定电机内部的热源分布。
其次，考虑电机的散热条件和边界条件，通过热传递过程的分析，可以得到电机的温度场分布。
最后，根据温度场分布情况，可以对电机的热性能进行评估，并提出优化措施。
五、结论通过对基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析，我们可以得到以下结论：1. 场路耦合原理在直线感应电机的分析和设计中具有重要作用，能够为电机的优化设计和运行提供理论依据。
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》范文
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》篇一一、引言随着轨道交通的快速发展，轨道用直线感应电机（Linear Induction Motor，简称LIM）作为其核心驱动设备，其性能的优劣直接关系到轨道交通的运行效率和安全性。
而电机在运行过程中，损耗和温度场的问题是影响其性能的关键因素。
因此，对基于场路耦合的轨道用直线感应电机的损耗及温度场进行分析具有重要的现实意义。
二、场路耦合的基本理论场路耦合是指电机的电磁场与电路之间的相互作用关系。
在轨道用直线感应电机中，场路耦合主要体现在电机的电磁场分布与电流、电压等电路参数的相互影响。
通过场路耦合分析，可以更准确地描述电机的运行状态，从而为电机的设计与优化提供理论依据。
三、直线感应电机的损耗分析1. 损耗类型及成因：直线感应电机的损耗主要包括铁损、铜损、机械损耗等。
其中，铁损主要由电机铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗组成；铜损则是由电机电流在导体中产生的电阻损耗；机械损耗则与电机的机械结构、摩擦等因素有关。
2. 场路耦合下的损耗计算：在考虑场路耦合的情况下，可以通过有限元分析等方法，对电机的电磁场分布进行计算，进而得出各部分的损耗值。
这种方法的优点在于可以更加准确地反映电机的实际运行状态。
四、直线感应电机的温度场分析1. 温度场的形成：电机的温度场主要由损耗产生的热量以及电机内部的热传导、热对流、热辐射等因素共同作用形成。
在正常运行过程中，电机的温度分布应保持在一个合理的范围内，以避免因过热而导致的性能下降或损坏。
2. 场路耦合下的温度场计算：结合场路耦合分析，可以通过计算电机的热源分布、热传导系数等参数，对电机的温度场进行模拟和分析。
这种方法可以更加准确地预测电机的温度分布，为电机的散热设计和运行维护提供依据。
五、实例分析以某轨道用直线感应电机为例，采用场路耦合的方法对其损耗及温度场进行分析。
首先，通过有限元分析等方法计算电机的电磁场分布和各部分损耗；其次，根据电机的热源分布、热传导系数等参数，模拟电机的温度场分布；最后，根据分析结果对电机的性能进行评估，并提出相应的优化建议。
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》范文
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》篇一一、引言随着轨道交通的快速发展，轨道用直线感应电机作为关键的动力装置，其性能直接影响着整个系统的运行效率和稳定性。
在电机的设计与运行过程中，损耗和温度场分析是两个至关重要的环节。
传统的电机设计方法往往忽略了场路耦合的影响，导致设计出的电机在实际运行中存在效率低下、温度过高等问题。
因此，本文旨在基于场路耦合的原理，对轨道用直线感应电机的损耗及温度场进行分析，以期为电机的优化设计提供理论依据。
二、场路耦合原理及在电机分析中的应用场路耦合是指电机中的电磁场与电路之间的相互作用关系。
在轨道用直线感应电机的设计和运行过程中，场路耦合的影响不可忽视。
本文首先介绍了场路耦合的基本原理，包括电磁场的产生、传播及与电路的相互作用等。
然后，阐述了场路耦合在电机分析中的应用，如通过有限元分析等方法，对电机的电磁场、电路及损耗进行综合分析。
三、轨道用直线感应电机的损耗分析3.1 损耗类型及产生原因轨道用直线感应电机的损耗主要包括铁损、铜损、风摩损等。
铁损主要由电机铁心中的磁滞损耗和涡流损耗组成；铜损则是由于电机中的电流在导体中产生的电阻损耗；风摩损则与电机的风散热系统和摩擦有关。
这些损耗的产生与电机的设计、材料、运行条件等因素密切相关。
3.2 场路耦合下的损耗分析在场路耦合的条件下，电机的损耗分析需要综合考虑电磁场、电路及材料性能等因素。
通过有限元分析等方法，可以建立电机的三维模型，对电机的电磁场分布、电流密度、温度分布等进行模拟分析。
在此基础上，可以计算出电机的各项损耗，包括铁损、铜损等。
此外，还可以通过分析电机的散热系统，评估风摩损等影响因素。
四、轨道用直线感应电机的温度场分析4.1 温度场的产生及影响因素轨道用直线感应电机的温度场主要由损耗产生的热量引起。
此外，环境温度、散热条件、电机材料等因素也会对温度场产生影响。
在高温环境下，电机的性能会受到影响，甚至可能导致电机损坏。
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》
《基于场路耦合的轨道用直线感应电机损耗及温度场分析》篇一一、引言随着现代轨道交通的快速发展，直线感应电机（Linear Induction Motor，简称LIM）在轨道交通运输系统中扮演着越来越重要的角色。
由于LIM具有高效、低能耗、高可靠性等优点，其在高速列车、地铁等轨道交通中得到了广泛应用。
然而，电机在工作过程中会因为多种因素产生损耗，并伴随温度场的变化，这对电机的性能和寿命具有重要影响。
因此，对基于场路耦合的轨道用直线感应电机的损耗及温度场进行分析具有重要的理论和实践意义。
二、直线感应电机的工作原理及结构直线感应电机是一种将电能直接转换为直线运动机械能的装置。
其基本结构包括初级和次级，初级为电枢，次级为轨道或平板。
当电流通过初级时，会在次级中产生磁场，进而产生电磁力，驱动电机沿直线运动。
三、场路耦合分析方法场路耦合分析是一种将电磁场理论与电路理论相结合的分析方法，用于研究电机内部的电磁过程。
在直线感应电机中，场路耦合分析可以有效地分析电机的电磁性能、损耗及温度场分布。
通过建立电机的三维有限元模型，可以实现对电机内部电磁场的精确计算，并结合电路理论分析电机的电压、电流等参数，从而得到电机的损耗及温度场分布。
四、直线感应电机的损耗分析直线感应电机的损耗主要包括铁损、铜损、风摩损等。
铁损主要由磁滞损耗和涡流损耗组成，与电机的磁场强度和频率有关；铜损主要由电流通过导体产生的电阻损耗组成；风摩损则与电机的运行速度和风阻有关。
通过场路耦合分析，可以计算出电机各部分的损耗分布，为电机的优化设计提供依据。
五、直线感应电机的温度场分析电机的温度场分布对其性能和寿命具有重要影响。
由于电机在工作过程中会产生损耗，这些损耗会转化为热量，导致电机温度升高。
通过场路耦合分析，可以计算出电机各部分的温度分布。
结合传热学理论，可以进一步分析电机的散热性能，为电机的冷却系统设计提供依据。
六、实例分析以某型轨道用直线感应电机为例，建立其三维有限元模型，进行场路耦合分析。
永磁同步电机轻微匝间短路故障的检测方法
Abstract: A diagnosis method based on negative-sequence component for diagnose slightly inter-turn shortcircuit faul（t ISCF）of permanent magnet synchronous moto（r PMSM）was proposed. The fault current for the diagnosis method was not affected by the changed rotor speed when the it was on the early stage. The negative-sequence component fault indicator model introduced was better than the fault indicator with zero-sequence component. 12 kinds of ISCF
Key words: fault diagnosis；inter-turn short-circuit faul（t ISCF）；model analysis；permanent magnet synchronous moto（r PMSM）
永磁同步电机匝间短路故障是对称三相交 流电机中最常见的故障之一［1］。定子线圈匝间的 绝缘劣化容易发生匝间短路故障，并且故障产生 的过热会对交流电机定子绕组造成严重的损 坏。匝间短路故障会引发定子其他类型的故障， 如线圈、相对相或相对地故障［2-4］。此外，因为永 磁同步电机的转子会由于局部过热而被消磁［5-7］， 所以永磁同步电机的匝间短路故障比异步电机 的匝间短路故障更危险。因此，匝间短路故障的 早期诊断意义重大。
基于频域输入阻抗的发电机转子匝间短路故障诊断方法研究
0 前言
转子匝间短路是大型同步发电机的常见故障，会引起 机组振动增加、轴电压升高、无功降低等异常运行现象， 严重时会导致转子接地停机、大轴磁化等问题[1]。
发电机转子绕组的匝间短路故障诊断方法，分为离线 和在线两种。在线诊断方面，文献[2]最早提出了探测线圈 法，目前在机组上应用较为广泛，但是其探测波形受机组 运行工况影响较大，一般只在空载或短路工况下具有较高 的灵敏度。文献[3]和[4]分析了转子匝间短路时励磁绕组 感应出的电流谐波特征，提出了一种基于励磁电流谐波特 性的转子匝间短路诊断方法。文献[5]提出了一种基于定子 绕组并联支路环流特性的诊断方法，分析了转子匝间短路
1 频域诊断模型
文献[10]根据多导体传输线（MTL）理论建立了转 子绕组的分布参数模型以及故障模型，并获得了采用 重复脉冲激励下的端口时域响应波形。
MTL 理论的本质是利用多导体传输线参数矩阵的 对称性，通过对角化将多根相互耦合的传输线解耦为 多根独立的传输线，从而得到每根传输线的解。文献 [10]将转子绕组在高频信号下等效为多导体传输线，建 立了转子绕组的电容分布参数矩阵：
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基于频域输入阻抗的发电机转子匝间短路故障诊断方法研究
2020.№1
Hale Waihona Puke 基于频域输入阻抗的发电机转子匝间短路 故障诊断方法研究
孙士涛 1，雷 雨 1，张 杰 1，梅 军 2，朱守舵 2 （1. 华北电力科学研究院有限责任公司，北京 100045；
2. 北京华科同和科技有限公司，北京 100045）
[摘 要] 基于发电机转子绕组的多导体传输线（MTL）模型仿真得到了转子绕组的频域输入阻抗，分析了 其频谱的特点，提出了转子绕组匝间短路的频域输入阻抗增益诊断方法。仿真和实测数据表明，该方法能够 有效诊断转子绕组的匝间短路故障，并能提供故障点的位置信息。 [关键词] 频域输入阻抗；增益诊断方法；转子匝间短路；同步发电机 [中图分类号] TM307 [文献标志码] A [文章编号] 1000-3983(2020)01-0026-06
基于热网络法的FPLG长次级直线发电机温度场分析与热设计研究
基于热网络法的FPLG长次级直线发电机温度场分析与热设
计研究
高卫卫;张驰;陈飞雪;裴天佑;樊宽刚;邱书恒
【期刊名称】《电工电能新技术》
【年(卷),期】2022(41)12
【摘要】自由活塞式内燃直线发电系统(FPLG)是一种新型动力装置,具有效率高、结构紧凑等优点。
为了快速准确预估该系统中长次级直线发电机温升,本文建立了
考虑绝缘材料属性下的双边扁平式永磁直线发电机(LDF-PMLG)的稳态热网络模型,评估了LDF-PMLG在额定负载工况下的温度分布及不同工况下的稳态温升,以2.5 kW双边扁平式永磁直线发电机为例,分析了其在不同负载下的温升分布规律,与有
限元方法和实验结果相比表明,最大误差均不超过5.5%,验证了所提方法的有效性。
同时,基于所建热网络模型,修正了电机全工况下能承受的最大电流曲线,提出了绕组、磁钢关键材料的选型方法,为LDF-PMLG的热设计提供参考依据。
【总页数】9页(P54-62)
【作者】高卫卫;张驰;陈飞雪;裴天佑;樊宽刚;邱书恒
【作者单位】江西理工大学机电工程学院;中国科学院宁波材料工程与技术研究所【正文语种】中文
【中图分类】TM359.4
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种新的无刷发电机转子绕组匝间短路故障的检测方法
一种新的无刷发电机转子绕组匝间短路故障的检测方法张超;夏立;王林【摘要】无刷发电机转子匝间短路故障发生频率高且难以检测.以发电机定子绕组线圈为对象,分析了发电机转子绕组匝间短路时,定子绕组并联支路内的感应电动势特性,以及由此引起的转子绕组上的谐波特性.将励磁电流中的特征频率成分看成谐波源,研究了故障特征向励磁机侧传递的规律,得到了故障时励磁机励磁电流的谐波特征,从而提出了一种基于励磁机励磁电流的转子绕组短路故障的检测方法.运用故障模拟发电机组进行了动模试验,试验验证了理论分析的正确性和有效性.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2010(037)004【总页数】5页(P63-67)【关键词】无刷发电机;转子绕组;匝间短路;故障检测【作者】张超;夏立;王林【作者单位】海军工程大学,电气与信息工程学院,湖北,武汉,430033;海军工程大学,电气与信息工程学院,湖北,武汉,430033;海军驻武汉701所军事代表室,湖北,武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】TM307+.10 引言转子绕组匝间短路是发电机的常见故障，会出现发电机组振动超标、无功严重降低(励磁电流超过额定要求)、转子温度高等异常运行工况，危及发电机组的安全运行。
因此，有必要在故障初期给出预警或检修方案，以最大程度地减小故障损失。
目前，对于发电机转子绕组匝间短路故障的检测，有较多的文献报道。
文献[1]分析了定子绕组内环流的谐波成分，认为定子绕组并联支路内，奇数次谐波环流的出现和增长是转子短路故障的特征，并试验验证了随着短路情况的严重，频率为30 Hz的环流几乎成线性增长;文献[2]认为转子绕组短路故障引起定子绕组并联支路二次谐波环流的增加，且幅值随短路程度的增加而增加，但对于实际运行的发电机，并联支路的接头在发电机的机壳内，故障特征测试不方便;文献[3]将转子径向工频振动幅值作为转子匝间短路故障的特征量，但是需要对转子安装侵入式的振动传感器;文献[4]分析了转子匝间短路时励磁电流的谐波特征，但是对无刷发电机而言，发电机励磁电流不可测;文献[5]应用小波变化对探测线圈法进行改进，采用小波分析法对电势波形的一阶微分信号进行处理，通过发现信号畸(突)变点及小波变换幅值极大值处，从而判断匝间短路故障的存在及故障点的位置;但是，这种方法要求转子处于旋转状态，所以在转子安装前和半成品时不能采用，而且从调研的资料发现，国内绝大多数电厂现有及新设计的电机中，极少装有这种测量线圈，并且安装这种线圈需要的停机时间也很长。
电机绕组绝缘与匝间短路分析
第24卷第2期 2005年2月实验室研究与探索RESE ARCH AND EXP LORATI ON I N LABORAT ORYV ol.24N o.2 Feb.2005 电机绕组绝缘与匝间短路分析顾伟驷(浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032)摘 要:阐述了电机绝缘系统的绝缘诊断试验,以此评估电机的绝缘状态;并分析了电机绝缘的常见故障匝间短路,说明了匝间短路的内在机理。
关键词:电机;绝缘;匝间短路中图分类号:T M306文献标识码:B文章编号:100627167(2005)022*******An Insulation Condition Asse ssment of Electric Motor W indingG U Wei 2si(C ollege of In formation Eng.,Zhejiang Univ.of T echnology ,Hangzhou 310032,China )Abstract :This article described how to assess the insulation condition of an electric m otor winding through an inspection test.The flowchart of the assessment program was als o given.As an illustration ,the turn 2to 2turn short circuit was analysed.K ey w ords :electric m otor ;insulation ;turn 2to 2turn short circuit收稿日期:2004205225作者简介:顾伟驷(1964-),男,浙江余姚人,副教授,硕士,从事电工理论及新技术的教学与科研工作。
T el :0571288320364;E 2mail :gws @1 引 言电机绕组绝缘系统是电机可靠运行的关键,绝缘在运行过程中,在升高的温度、机械负荷、电磁场及周围媒质的作用下,其电气特性会逐渐变坏。
双馈异步电机转子匝间短路的建模与稳态分析
双馈异步电机转子匝间短路的建模与稳态分析∗李俊卿;王志兴【摘要】理论上分析了发生转子匝间短路，定子侧电流所含的谐波成分。
基于MATLAB/Simulink中的S函数，以多回路理论为基础建立了双馈电机的数学模型，对双馈异步电机正常情况和转子发生匝间短路这两种情况下进行了仿真。
分析了电力电子器件对转子侧电流谐波的影响，对定子侧线电流进行了傅里叶分析。
通过傅里叶分析可以得到判别转子匝间短路的依据，由仿真试验数据分析可以得到与理论分析相一致的结果，说明了基于S函数的多回路模型的仿真试验是可行的。
%The analysis of the current harmonic components of the stator side contained under rotor winding inter-turn short-circuit was done. The multi-loop math model was built for rotor winding of DFIG under normal and inter-turn short-circuit fault conditions. The simulation was carried out,using S-Function in Simulink,and deeply analysis for the results by FFT analysis was done,the influence of power electronic devices was also considered. Baseon the analysis the rotor winding inter-turn short-circuit could be easily found. The simulation result accorded with the theoretical analysis,it showed the simulation base on S-Function was reliable.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】6页(P12-16,23)【关键词】双馈异步电机;匝间短路;多回路;S函数【作者】李俊卿;王志兴【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003;华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TM346+.2Key words： doubly fed induction generator(DFIG)； inter-turn short-circuit； multi-loop； system function双馈式风力发电机由于其良好的性能，已广泛应用于风力发电中。
DFIG定子绕组匝间短路故障下的调频优化策略研究
DFIG定子绕组匝间短路故障下的调频优化策略研究
王伟;胡喆;赵磊;贺凯妮
【期刊名称】《电气自动化》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】定子绕组匝间短路故障是造成双馈风力发电机功率突变,进而导致系统频率下降常见的高风险故障,同时由于速度和频率之间的解耦控制,在频率波动时很难
对系统提供动态支持。
针对上述问题,提出基于附加转矩控制的复合频率控制策略。
首先构建定子绕组匝间短路故障数学模型,分析故障对频率的影响特性,然后基于传
统的频率控制方法提出基于附加控制器的复合惯性频率控制策略;最后通过仿真平
台验证所提控制策略在定子绕组匝间短路下的表现特性。
结果表明,复合频率控制
降低了频率变化率,减少了定子绕组匝间短路故障后频率的漂移。
复合频率控制在
定子绕组匝间短路下能够提供频率的动态支持,改善了匝间短路故障下弱电网的频
率下降问题,提高了系统的鲁棒性。
【总页数】3页(P28-30)
【作者】王伟;胡喆;赵磊;贺凯妮
【作者单位】国网西安供电公司;重庆星能电气有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM31
【相关文献】
1.定子相绕组横联电势分析及励磁绕组匝间短路故障监测
2.车用发电机定子绕组匝间短路故障下转子弯扭耦合振动特性分析
3.基于风速时空分布的双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障特性分析
4.基于Lyapunov理论的异步电机定子绕组匝间短路故障检测系统设计
5.基于卷积神经网络的牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断
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基于信息融合的双馈风机定子匝间短路故障诊断
基于信息融合的双馈风机定子匝间短路故障诊断李俊卿;李忠徽;仝宗义【摘要】Doubly fed induction generators (DFIG) was gradually used in the wind power market,the capacity also increases year by year.Due to poor working conditions of the wind farm,it made DFIG often fail.Stator and rotor windings failure accounted for a large proportion of DFIG fault.A multi-loop math model was built for stator winding of DFIG under normal and inter-turn short-circuit fault conditions.Based on the extended Park's vector,the stator terminal current was analyzed by spectrum analysis and the residual voltage after switch-off was analyzed on the residual voltage.The characteristic information was diagnosed by fault information fusion.The simulation results showed that the information fusion method used in motor fault diagnosis,improved the effectiveness of its diagnosis and accuracy.%双馈异步风力发电机在风力市场上所占据的比重越来越大,容量也逐年增大.由于其恶劣的工作环境,使得双馈电机故障频发,其中定、转子匝间短路故障占据很高的比例.根据多回路理论建立了双馈异步电机数学模型,分别模拟了正常情况下以及定子匝间短路时的情况,通过扩展派克矢量变换对定子端电流进行频谱分析和在失电残压的基础上对定子端电压展开分析,最终将得到的特征信息进行故障信息融合诊断.仿真结果表明,将信息融合方法用于电机故障诊断中,提高了其诊断的有效性和准确性.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2017(044)008【总页数】5页(P99-103)【关键词】双馈异步发电机;定子匝间短路;扩展派克矢量变换;失电残压;信息融合【作者】李俊卿;李忠徽;仝宗义【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM346+.2如今在全球经济快速增长的过程中，人类对于能源的依赖越来越重。
基于GRU模型的发电机转子绕组匝间短路故障诊断
基于GRU模型的发电机转子绕组匝间短路故障诊断马高海;刘大炜;杨宏宇;史宗辉【期刊名称】《电力科技与环保》【年(卷),期】2022(38)6【摘要】针对发电机转子绕组匝间短路早期故障不易检测的问题,本文提出了一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的深度学习网络模型来进行发电机转子匝间短路故障诊断方法。
发电机在发生匝间短路故障时会形成不平衡的电磁脉冲力,使发电机产生振动;采用振动特性方法分析绕组匝间短路故障时气隙磁势、励磁电流、气隙磁密等电气参数的变化,计算出使发电机产生振动的电磁脉冲力大小。
并以某250 MW燃气发电机组为例进行了匝间短路故障检测试验,试验数据由发电机正常状态、匝间短路状态、其他故障状态的振动数据组成,共计900组,数据处理采用深度学习中的GRU神经网络模型,提取振动信号中的故障特征与时间序列特征,进而实现发电机转子绕组匝间短路故障的诊断。
结果表明,绕组匝间短路故障时会产生f、2f、3f、4f、5f倍频的振动,其中2f倍频振动相对较大,符合理论分析结果;利用GRU神经网络模型对发电机转子绕组匝间短路故障进行诊断,准确率达到95.14%,高于AlexNet、VGG16等其他深度学习方法。
通过试验可知,GRU模型可有效对发电机转子绕组匝间短路故障进行诊断。
该研究可以在故障初期通过振动信号发现发电机匝间短路故障,为绕组匝间短路故障诊断提供了新思路。
【总页数】8页(P467-474)【作者】马高海;刘大炜;杨宏宇;史宗辉【作者单位】国能浙江余姚燃气发电有限责任公司;上海博英信息科技有限公司;沈阳工业大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TM301.3;TH17;TK229.8【相关文献】1.基于励磁阶跃法的汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断2.基于转子平均瞬时功率的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断3.基于无功相对偏差的无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断新判据4.基于支持向量机的发电机匝间转子绕组短路故障诊断5.基于GA-BP的船舶同步发电机定转子绕组匝间短路故障诊断研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于定子平均瞬时功率频谱特性的双馈风力发电机转子匝间短路的仿真分析
基于定子平均瞬时功率频谱特性的双馈风力发电机转子匝间短路的仿真分析李俊卿;沈亮印【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2016(043)008【摘要】转子匝间短路故障是双馈风力发电机的易发故障之一,在低转差的情况下,传统定子电流频谱中的(1 ±2s)f故障特征分量易被基波分量淹没,从而影响诊断的准确性.针对上述情况,提出了一种基于定子平均瞬时功率频谱特性的双馈风力发电机转子匝间短路故障检测方法.同时,在MATLAB中根据多回路理论编写相应的M 函数建立起双馈电机的数学模型,对转子绕组匝间短路故障进行了仿真,通过仿真结果中的定子电压和电流构建起定子平均瞬时功率,并对定子平均瞬时功率的频谱特性进行分析.仿真结果表明,该方法不仅能够避免因转差率太小而引起的故障分量被基波分量淹没的情况,而且与传统的瞬时功率方法相比,由于其没有过多的特征频率,因此频谱更为整洁,能够有效提高检测的准确性.【总页数】6页(P88-92,103)【作者】李俊卿;沈亮印【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM346+.2【相关文献】1.计及转子静偏心的双馈式发电机转子匝间短路故障频谱特性的仿真分析 [J], 李俊卿;张立鹏2.基于转子平均瞬时功率的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断 [J], 马宏忠;张艳;魏海增;付明星;黄春梅3.基于磁场变化的双馈异步风力发电机定子绕组匝间短路故障仿真分析 [J], 张志新;马宏忠;钱雅云;程俊4.基于Clarke矢量模变换的双馈式感应发电机转子匝间短路故障频谱特性的仿真分析∗ [J], 李俊卿;沈亮印;康文强5.基于损耗和谐波分析的多工况双馈风力发电机定子匝间短路故障研究 [J], 罗嘉良;张新燕;门亚萍;耿山因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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简化 为 二 维温 度 场 问题 ，能 满 足 工程 实 际要 求 。 要 分 析 的 是 电动 机 在 正 常与 匝 间短 路 时 定子 温 度 场 的变 化 ，假设 ： １ 电机 沿轴 向 的热流 密度 为零 ； ）
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ Ｍ３ ３
文 献 标 识 码 ：Ｂ
１ 言 ． 引
电动 机 匝 间短 路 是 电动 机 常 见 故障 ，表 现 为 电流增 大 、绕 组 和铁心 温 度升高 、磁场 畸 变等Ⅲ 。 电机 温 升直 接影 响绕 组 绝缘 寿命 ，关 系到 电机 的 运 行 寿 命和 可 靠性 。 因此 ，探讨 分析 匝 间短 路位 置和 损伤 程 度 与 电机 温 升之 间的 关 系 ，对 早 期故 障 检测具 有重 大意 义 。 目前 ，有 限元 法 能精 确 计 算 电机 每 一 具 体 点 的温 度 ，得 到广 泛 应 用 。 因此 而 产生 的有 限 元数 值 分 析 软 件 主 要 有 Ｆ Ｐ Ｆｎｔ ｅｅ ｎ ｒｇａ Ｅ Ｇ（ｉｉ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｒｍ ｐ
析 有限元计算模型 ，研究 了匝 间短路位置和故障程度与电机温升之间的关系 。运用有限元分析软件Ｆ Ｐ Ｅ Ｇ对电动机空载、满 载 及匝间短路故障后的温度场进行了仿真计算 ，证 明该模 型是正确 的。
Ａ ｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ａ ｉａ ｉ ｅａ ｉ ｔ ｅ ｎ ｉｔ ｒｒ ｈｏ ｔｆｕｌｓ ａ ｄ ｔ ｔ ｒｒ ｓｓａ ｅ ，ｃ ｒ ｎ ，ｃ ｎｄｕ ｔ ｒｌ ｓ ｎ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｑｕ ｎｔｔｔｖｅ ｒ ｌｔｏｎ ｂｅｗ ｅ ｎ ｅ — ｕｍ ｓ ｒ ａ ｔ ｎ ｓａ ｏ ｅ ｉｔｎｃ ｕｒｅ ｔ ｏ ｃ ｏ ｏ ｓｉ ｓｏｔ，ｆｎｔ ｌｍ ｅ ｏ ｌｏｎ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ ａ ｌ ｉ ｅ － ｎ ｈｏ ｔｆ ｕｌｓ ｉ ｏ ｄ ｄ．Ｔｈｅ ｒ ｌｔｏｎｓ ｉ ｔ ｅ ｎ ｉｔ ｒｔ ｎ ｈｏ ｌ ｓ ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｎｔｍ ｄｅ ｅ ｅ ａｕｒ ｎａｙｓｓｏｆｉ ｒｔ ｎｔ ｕｒ ｓ ｒ ａ ｔ ｓｐｒ ｖｉ ｅ ｅ ａｉ ｈ ｐ ｂｅ ｗ ｅ ｎ ｅ －ｕｒ ｓ ｒ ｔ ｃｒ ｕ ｔｆ ｕｌ ｎｄ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ ｉ ｔ ｅ Ｕ ｓｎ ＦＥＰＧ ｉ ｕｌ ｏｎ ｏｎ ｍ ｏ ｏ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎｄ ｒｎｏ ｌ ａ ｉｃ ｉ ａ ｔ ａ ｅ ｅ ａｕｒ ｓ ｓｕｄｉｄ． ｉｇ ｓ ｓｍ ￣ｉ ｔ ｒｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｕ ｅ —ｏ ｄ，ｆ ｌｌ ｄ ａ ｎ ｅ－ｕｒ ｓ ｒ ｕｌ ｏａ ｎｄ ｉ ｔｒｔ ｎ ｈｏ ｔ
广 东水利 电力职业 技术 学院 电力系 高 爱云
北 京飞箭 软件 有 限公 司 孙 国慧
钱 武
Ｇｕｎ ｄ ｎ ｅｈ ｉ ｌ ｏｌ ｅ ｆ ｔ ｅｏ ｒｅ ｄＥｅｔ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｇ ｏ ｙ ｎ Ｑ ａ ａ ｇ ｏ ｇ ｃｎｃ ｌ ｇ ｅ Ｒ ｓｕｃｓ ｎ ｌｃ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ａ ｕ ｉｎ Ｔ ａ Ｃｅ ｏ Ｗａ ｒ ａ ｒ ｎ Ａｉ Ｗｕ
额 定 功 额 定
２． ７
ＦＵ Ｌ Ｘ及Ｆ ＭＭ等 。鉴 于异 步 电动机 匝 间短路 故障 Ｅ 后 电 阻 、 电流 和 槽 内导 体 损 耗 间 的定 量 关 系 ，提 出电动 机 匝 间短 路 温升 分 析 计算 模 型 ，探讨 匝 间 短路 位 置 和 损伤 程 度 与 电机 温 升之 间的 关 系 ，运 用Ｆ Ｐ Ｅ Ｇ进行 了温 度场 仿真 分析 ，验证 了模 型 的准 确性 。
● 实用 技 术 与 管 理
５ ５
基于Ｆ Ｐ Ｅ Ｇ的 电动 机 匝 问短 路 温 度 场 分 析
Ａｎａｙ ｉ ｆＴ ｍｐｅ ａ ｒ ｓｒｂ ｔｏ ｎ Ｉ ｕｃｉ ｎ ｌ ｓｓｏ ｅ ｒ ｔ ｅＤｉｔｉ ｕ ｉ ｎ ｏ ｎｄ ｔｏ ｕ Ｍ ｏ ｏ ｎ ｅ －ｕ ｎ Ｓ ｒ ｒ ｕｉ Ｆａ ｌｓＢａ ｅ ｎ ＦＥＰ ｔ ｒＩ ｔ ｒｔ ｒ ｈｏ ｔＣｉｃ ｔ ｕ ｔ ｓ ｄ ｏ Ｇ
Ｂ ｉｎ ｅ ｉｎｓｆＬｄ Ｓ ｎＧ ｏ ｕ ｅ ｉｇＦ ￣ａ ｔ ｔ． ｕ ｕ ｈ ｉ ｊ ｏ
摘 要 ：鉴 于 电动 机 匝 间短 路 故 障 与 ￣Ｙ ０ Ｎ 、 电 流和 槽 内导 体 损耗 之 间 的 定 量 关 系 ，提 出 了 电 动 机 匝 间 短 路 温 度 分 －ｇ
ｃｒ ｕ ｔ ａ ｌ ｏ ｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ａ ｉ ｄ ｌ ｇ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｉ ｉ ｆｕ ｔ ｉ ｄ ｎ ． ｅｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ｔ ｈ ｓ ｃ ｓｓ ｓ ｈ ｔ ｍｏ ｅ ｉ ｏ ｒ ｃ ． ｎ ｓ
关 键 词 ：匝 间短 路
有 限元 法
温度
ＦＰ ＥＧ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｉ ｔ ｒ ｕ ｎ ｓ ｏ ｔ ａ ｌ Ｆ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ｈ ｄ Ａｎ ｌ ｓｓ ｆ ｅ ｅ ａ ｒ Ｆ Ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｅ — ｒ ｈ ｒ ｕ ｔ ｔ ｆ ｓ ｉ ｉ Ｅｌｍｅ ｔ ｅ Ｍ ｔｏ ａｙ ｉ ｍｐ ｒ ｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ＥＰ
２ 忽 略 定子 铁 心 外表 面 和机 壳 内表 面 间 的装 ） 配间 隙 ；
３ 不考虑转子和定子间的热传导 。 ）
以Ｙ９ Ｓ４ 电 动 机 为 例 ，主 要 参 数 见表 １ ０ ．型 ，
运 用Ｆ Ｐ Ｅ Ｇ建立 的求 解域 模型 见 图１ 。
表 １Ｙ ０ －电机主要参数 ９Ｓ４
空 载
１３ ＿
铁 心
９ ０
定 子
１０ ３
率（Ｗ） ｋ