CN108072812A - 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法 - Google Patents

一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108072812A
CN108072812A CN201710260720.5A CN201710260720A CN108072812A CN 108072812 A CN108072812 A CN 108072812A CN 201710260720 A CN201710260720 A CN 201710260720A CN 108072812 A CN108072812 A CN 108072812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplitude
current
phase
msub
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710260720.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108072812B (zh
Inventor
陈昊
王星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chen Hao
Original Assignee
Suzhou Xian Wei Mechanical And Electrical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Xian Wei Mechanical And Electrical Co Ltd filed Critical Suzhou Xian Wei Mechanical And Electrical Co Ltd
Priority to CN201710260720.5A priority Critical patent/CN108072812B/zh
Publication of CN108072812A publication Critical patent/CN108072812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108072812B publication Critical patent/CN108072812B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开的一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法，通过检测开关磁阻电机的各相电流，计算出各相电流的直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值，将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机定子绕组是否发生匝间短路故障。故障诊断可靠，能定量计算并辨别故障程度，实用性强，效果好，适用于多种相数的开关磁阻电机，具有良好的工程应用价值。

Description

一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法，适用于各种相数开关磁阻电机绕组匝间短路故障的诊断。
背景技术
由于过热、腐蚀、老化等因素，开关磁阻电机定子绕绝缘性能会退化，并导致定子绕组匝间短路故障。快速准确的定子绕组匝间短路故障诊断可以有效遏制定子绕组的短路故障的扩展，减小定子绕组匝间短路故障引起的破坏。目前，针对开关磁阻电机定子绕组匝间短路的故障检测与诊断技术研究文献较少，而且多是基于定性的理论分析，无法通过定量的方式将故障识别出来，并无法识别绕组短路的程度，缺少有实用价值的故障诊断方法。开关磁阻电机自身严重的非线性特性和非正弦非直流供电方式，也给其定子绕组匝间短路故障诊断的研究带来了困扰，需要找到一种能定量诊断开关磁阻电机绕组匝间短路故障的方法。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提供一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法。
技术方案：本发明一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法；
检测开关磁阻电机的相电流，由公式：
计算出两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ。
式中，λ代表故障特征量，A0表示前一相绕组电流直流分量幅值，A1表示前一相绕组电流基波分量幅值，A2表示前一相绕组电流二次分量幅值；B0表示当前相绕组电流直流分量幅值，B1表示当前相绕组电流基波分量幅值，B2表示当前相绕组电流二次分量幅值。
将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机是否发生匝间短路故障；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ小于1.0属正常运行状态；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ大于1.0属开关磁阻电机发生匝间短路故障。
有益效果：本发明对多种相数的开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断适用。采用检测开关磁阻电机的相电流值，计算出各相电流的直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值，将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机定子绕组是否有短路故障。故障诊断可靠，能定量计算并辨别故障程度，实用性强，效果好，适用于多种相数的开关磁阻电机，具有良好的工程应用价值。
附图说明
图1是本发明应用于三相开关磁阻电机0.2N·m负载下定子绕组匝间短路故障特征量λ的值。
图2是本发明应用于三相开关磁阻电机0.4N·m负载下定子绕组匝间短路故障特征量λ的值。
图3是本发明应用于四相开关磁阻电机0.2N·m负载下定子绕组匝间短路故障特征量λ的值。
图4是本发明应用于四相开关磁阻电机0.4N·m负载下定子绕组匝间短路故障特征量λ的值。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法：
实施例一、以三相开关磁阻电机为例，检测开关磁阻电机功率变换器的三相电流值，由公式：
计算出两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ。
式中，λ代表故障特征量，A0表示前一相绕组电流直流分量幅值，A1表示前一相绕组电流基波分量幅值，A2表示前一相绕组电流二次分量幅值；B0表示当前相绕组电流直流分量幅值，B1表示当前相绕组电流基波分量幅值，B2表示当前相绕组电流二次分量幅值。
将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机是否发生匝间短路故障；
如图1和图2所示，当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ小于1.0属正常运行状态；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ大于1.0属开关磁阻电机发生匝间短路故障。
实施例二、以四相开关磁阻电机为例，检测开关磁阻电机功率变换器的四相电流值，由公式：
计算出两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ。
式中，λ代表故障特征量，A0表示前一相绕组电流直流分量幅值，A1表示前一相绕组电流基波分量幅值，A2表示前一相绕组电流二次分量幅值；B0表示当前相绕组电流直流分量幅值，B1表示当前相绕组电流基波分量幅值，B2表示当前相绕组电流二次分量幅值。
将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机是否发生匝间短路故障；
如图3和图4所示，当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ小于1.0属正常运行状态；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ大于1.0属开关磁阻电机发生匝间短路故障。

Claims (1)

1.一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法，其特征在于：检测开关磁阻电机的相电流，由公式：
<mrow> <mi>&amp;lambda;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>A</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>A</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>A</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>B</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>B</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
计算出两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ。
式中，λ代表故障特征量，A0表示前一相绕组电流直流分量幅值，A1表示前一相绕组电流基波分量幅值，A2表示前一相绕组电流二次分量幅值；B0表示当前相绕组电流直流分量幅值，B1表示当前相绕组电流基波分量幅值，B2表示当前相绕组电流二次分量幅值。
将两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ作为故障特征量，来诊断开关磁阻电机是否发生匝间短路故障；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ小于1.0属正常运行状态；
当两相邻相相电流直流分量幅值、基波分量幅值与二次谐波分量幅值乘积的比值λ大于1.0属开关磁阻电机发生匝间短路故障。
CN201710260720.5A 2017-04-20 2017-04-20 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法 Expired - Fee Related CN108072812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710260720.5A CN108072812B (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710260720.5A CN108072812B (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108072812A true CN108072812A (zh) 2018-05-25
CN108072812B CN108072812B (zh) 2020-01-21

Family

ID=62159073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710260720.5A Expired - Fee Related CN108072812B (zh) 2017-04-20 2017-04-20 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108072812B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731204A (zh) * 2020-12-29 2021-04-30 哈尔滨宇龙自动化有限公司 一种永磁同步电机匝间短路故障定位检测控制方法
CN113608144A (zh) * 2021-07-09 2021-11-05 阳江核电有限公司 无刷励磁机及其旋转电枢绕组短路故障的快速判断方法
CN113625117A (zh) * 2021-08-17 2021-11-09 河北工业大学 电机定子匝间短路故障诊断方法、装置及系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101221206A (zh) * 2007-08-03 2008-07-16 西北工业大学 诊断永磁容错电机匝间短路故障的方法
CN102081129A (zh) * 2010-11-10 2011-06-01 中国矿业大学 一种开关磁阻电机定子绕组短路故障诊断方法
CN102360054A (zh) * 2011-09-20 2012-02-22 华北电力大学（保定） 一种大型发电机励磁绕组匝间短路故障程度的诊断方法
CN102636751A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 中国人民解放军海军工程大学 基于励磁机励磁电流的交流无刷发电机故障检测方法
CN102721897A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 江苏省电力公司南京供电公司 电力变压器绕组匝间短路故障诊断方法及系统
CN102998591A (zh) * 2012-12-06 2013-03-27 华北电力大学（保定） 一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法
CN103487718A (zh) * 2013-09-17 2014-01-01 东南大学 一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法
CN104569733A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 华北电力大学（保定） 一种确定电机励磁绕组匝间短路故障位置的方法
CN106199424A (zh) * 2016-06-29 2016-12-07 湖南工业大学 一种永磁同步电机匝间短路故障诊断方法
CN106324415A (zh) * 2016-08-16 2017-01-11 株洲中车时代电气股份有限公司 双绕组同步风力发电机匝间短路故障诊断方法及监测方法
US20170102425A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-13 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for identifying the winding short of bar wound electric machine at standstill condition

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101221206A (zh) * 2007-08-03 2008-07-16 西北工业大学 诊断永磁容错电机匝间短路故障的方法
CN102081129A (zh) * 2010-11-10 2011-06-01 中国矿业大学 一种开关磁阻电机定子绕组短路故障诊断方法
CN102360054A (zh) * 2011-09-20 2012-02-22 华北电力大学（保定） 一种大型发电机励磁绕组匝间短路故障程度的诊断方法
CN102636751A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 中国人民解放军海军工程大学 基于励磁机励磁电流的交流无刷发电机故障检测方法
CN102721897A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 江苏省电力公司南京供电公司 电力变压器绕组匝间短路故障诊断方法及系统
CN102998591A (zh) * 2012-12-06 2013-03-27 华北电力大学（保定） 一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法
CN103487718A (zh) * 2013-09-17 2014-01-01 东南大学 一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法
CN104569733A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 华北电力大学（保定） 一种确定电机励磁绕组匝间短路故障位置的方法
US20170102425A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-13 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for identifying the winding short of bar wound electric machine at standstill condition
CN106199424A (zh) * 2016-06-29 2016-12-07 湖南工业大学 一种永磁同步电机匝间短路故障诊断方法
CN106324415A (zh) * 2016-08-16 2017-01-11 株洲中车时代电气股份有限公司 双绕组同步风力发电机匝间短路故障诊断方法及监测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵华: "汽轮发电机转子绕组匝间短路故障在线诊断研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731204A (zh) * 2020-12-29 2021-04-30 哈尔滨宇龙自动化有限公司 一种永磁同步电机匝间短路故障定位检测控制方法
CN113608144A (zh) * 2021-07-09 2021-11-05 阳江核电有限公司 无刷励磁机及其旋转电枢绕组短路故障的快速判断方法
CN113625117A (zh) * 2021-08-17 2021-11-09 河北工业大学 电机定子匝间短路故障诊断方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108072812B (zh) 2020-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Experimental assessments of a triple redundant nine-phase fault-tolerant PMA SynRM drive
Cui et al. On-line inter-turn short-circuit fault diagnosis and torque ripple minimization control strategy based on OW five-phase BFTHE-IPM
CN102044862B (zh) 水轮发电机转子绕组匝间短路的故障特征提取方法
CN108051691A (zh) 多副边移相变压器短路检测系统及方法
Gu Offline interturn fault diagnosis method for induction motors by impedance analysis
Sahraoui et al. Modelling and detection of inter-turn short circuits in stator windings of induction motor
Wang et al. Analysis of stator internal phase-to-phase short circuit in the 12-phase synchronous generator with rectifier-load system
CN108072812A (zh) 一种开关磁阻电机绕组匝间短路故障诊断方法
Usman et al. Stator winding faults investigation in permanent magnet synchronous motor using motor signatures: Part I
Duan et al. A model for induction motor with stator faults
CN102081129B (zh) 一种开关磁阻电机定子绕组短路故障诊断方法
CN102130442B (zh) 发电机误强励灭磁过程参数的确定方法
Bianchini et al. Fault detection of a five-phase permanent-magnet machine
Barater et al. Diagnosis of incipient faults in PMSMs with coaxially insulated windings
El-Kharashi et al. The use of the current complex factor to determine the precise output energy of the induction motor
Zafar et al. CUSUM based fault detection of stator winding short circuits in doubly-fed induction generator based wind energy conversion systems
Lee et al. Diagnosis of interturn short-circuit fault in PMSM by residual voltage analysis
Rehman et al. Simulation using MATLAB/Simulink on rotor winding inter-turn short circuit fault in DFIG
Roshanfekr et al. Performance analysis of 3-phase wound rotor induction motor under asymmetrical fault conditions in stator and rotor windings
Gupta et al. Performance analysis and fault modelling of high resistance contact in brushless DC motor drive
Singh et al. Precise assessment of performance of induction motor under supply imbalance through impedance unbalance factor
Liu et al. Power hardware-in-the-loop based emulation of an induction machine with stator winding faults
Geng et al. Mitigation of interturn short circuit fault based on axial split phase permanent magnet synchronous machine
Menacer et al. Effect of the position and the number of broken bars on asynchronous motor stator current spectrum
Mei et al. Modelling and analysis of inter-turn short-circuit fault of pm machines with parallel-connected coils

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20181225

Address after: 221116 Expert Apartment 3-1-402, Wenchang Campus, China University of Mining and Technology, Jiefangnan Road, Quanshan District, Xuzhou District, Jiangsu Province

Applicant after: Chen Hao

Address before: 215500 No. 11 Sihai Road, Changshu Economic and Technological Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: SUZHOU XIANWEI ELECTROMECHANICAL Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200121

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee