永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因其高效率、高功率密度等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域。永磁同步電機作為機電能量轉(zhuǎn)換機構(gòu),若發(fā)生故障而未能及時發(fā)現(xiàn),輕則損傷電機本身,重則損壞整個機電設(shè)備,造成巨大經(jīng)濟損失,因此對永磁同步電機進行故障診斷與容錯控制,是保證永磁同步電機穩(wěn)定運行十分重要的工作。首先,本文建立了電機正常狀態(tài)下在abc坐標(biāo)系和dq坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上通過在短路相引入短路支路的策略,建立了永磁同步電機匝間短路故障下的非線性模型,并重點對故障后的定子繞組電阻、電感參數(shù)進行了分析與計算。該模型對于永磁同步電機正常與故障兩種狀態(tài)都適用,避免了仿真研究時頻繁切換模型的問題。分別在電機正常狀況及故障狀況進行了仿真分析,驗證了模型構(gòu)建的正確性。其次,對永磁同步電機故障相電流信號特征提取及分析。采用卡爾曼階比算法原理提取故障相電流三次諧波成分,根據(jù)故障相的三次諧波幅值遠大于其他兩相的特征判斷故障發(fā)生的位,將三次諧波幅值隨速度變化曲線的斜率作為診斷匝間短路故障嚴重程度的指標(biāo)。提出了新型的負序電流計算方法,在匝間短... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種常用的滾動軸承對于電機氣隙偏心故障，該現(xiàn)象是動態(tài)靜態(tài)磁場之間相互作用力不穩(wěn)定而產(chǎn)生的一

1緒論3永磁同步電機內(nèi)部通常會發(fā)生機械故障和電氣故障兩種。對于前者：常見的故障有由于磨損等原因造成的軸承故障；電機轉(zhuǎn)子與定子之間氣隙不均勻?qū)е碌臍庀镀墓收�；由于通風(fēng)散熱設(shè)備較差、內(nèi)部電流過大、周圍環(huán)境溫度過高等產(chǎn)生的過熱故障。其中，軸承在永磁同步電機中承擔(dān)受力和傳動的作用，是極其容易磨損的部件，同時也是永磁同步電機最容易發(fā)生故障的部件之一。電機軸承的性能優(yōu)劣直接決定了電機監(jiān)測及控制器的精度高低。永磁同步電機使用頻率最高的軸承可以分為三種類型：深溝球軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承。具體樣式如圖1.1所示。圖1.1幾種常用的滾動軸承對于電機氣隙偏心故障，該現(xiàn)象是動態(tài)靜態(tài)磁場之間相互作用力不穩(wěn)定而產(chǎn)生的一種電機機械故障，其不均勻氣隙通常是由電機裝配不當(dāng)及軸承磨損等原因?qū)е碌�。氣隙偏心讓氣隙磁場的穩(wěn)定性變差，從而使電機相關(guān)性能指標(biāo)不正常。一般情況下，氣隙偏心故障同時存在靜態(tài)與動態(tài)兩種狀態(tài)。具體形態(tài)如圖1.2所示。圖1.2靜態(tài)偏心（左）與動態(tài)偏心（右）一般情況下，電機的氣隙偏心水平在10%以內(nèi)的時候不會對電機的正常工作產(chǎn)生影響，但當(dāng)偏心故障水平超過10%時就會對電機正常工作產(chǎn)生影響。在實際運行中，一般采用電機定子電流信號及鐵心振動分析法來診斷電機氣隙偏心故障。而對于過熱故障，一般情況下，普通工業(yè)電機最大能承受40℃左右的溫度。因此，在具體的生產(chǎn)實際中，電機過熱故障的診斷工作要比電機過熱故障的監(jiān)測工作更加重要。1.2.2電氣故障

上稀土儲存量最豐富的國家之一，這些豐富的稀土資源儲備及開采條件為我國永磁電機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的資源基矗目前我國已陸續(xù)成功研制了多種起動轉(zhuǎn)矩高、效率高的稀土永磁同步電機[13]。分別由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成了PMSM的核心部分，用于勵磁的繞組線圈更換為具有永磁性能的永磁鐵。當(dāng)三相電流通入電機時，永磁同步電機的繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢波形為正弦波時為正弦波永磁同步電機，波形為梯形時則為梯形波永磁同步電機。本論文研究的電機感應(yīng)電動勢波形類型為正弦波，因此后文中所提到的電機皆為正弦波永磁同步電機，主要構(gòu)造如圖1.3所示。圖1.3永磁同步電機結(jié)構(gòu)圖永磁同步電機可分為轉(zhuǎn)子和定子兩大部分。依據(jù)永磁體在鐵芯中的安裝位置，從而可把結(jié)構(gòu)分為：嵌入式、表貼式與內(nèi)置式，通常根據(jù)電機容量及工業(yè)用途來確定電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的類型，電機定子包括定子電樞繞組和定子鐵芯，而電機定子電樞繞組基本上都

【參考文獻】：
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本文編號：3614096