一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法，該方法將滑模變結(jié)構(gòu)理論與故障提取算法相結(jié)合，基于任意位置故障電機(jī)模型實(shí)現(xiàn)有效故障程度提取，計(jì)算簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，無需事先進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)記錄。在完成故障程度判斷的同時(shí)，結(jié)合電壓測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)線圈級(jí)別精確故障定位。
【專利說明】一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)故障診斷領(lǐng)域，特別是涉及一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)電機(jī)是所有電機(jī)中使用范圍最廣的電機(jī)種類，主要原因在于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性良好等特點(diǎn)，價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)也促進(jìn)了感應(yīng)電機(jī)的推廣。
[0003]然而，伴隨運(yùn)行時(shí)間的累積，由于制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等問題，可能導(dǎo)致電機(jī)定子局部過熱、絕緣組件性能退化，變頻調(diào)速運(yùn)行中常見的暫態(tài)過電壓進(jìn)一步加快了該過程，容易產(chǎn)生早期定子匝間短路，并進(jìn)一步發(fā)展為相間短路、相地短路甚至定子嚴(yán)重?zé)龤У裙收稀?br> [0004]對(duì)于匝間短路，常見感應(yīng)電機(jī)不具有冗余運(yùn)行的能力，根據(jù)電機(jī)實(shí)際情況，早期故障到嚴(yán)重惡化所持續(xù)的時(shí)間約在幾分鐘到幾秒鐘不等。而傳統(tǒng)的人工定時(shí)停機(jī)檢修間隔時(shí)間較長(zhǎng)；同時(shí)，在多機(jī)組工作現(xiàn)場(chǎng)，僅靠人工難以兼顧多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行狀況。另一方面，故障發(fā)生之后，停機(jī)維修時(shí)間的延長(zhǎng)不但影響了工業(yè)生產(chǎn)，還會(huì)增加經(jīng)濟(jì)損失。提早了解短路發(fā)生具體位置，將易于故障的評(píng)估與維修。因此，亟需一種可靠的在線早期定子匝間短路程度檢測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障位置確定，以便及時(shí)停機(jī)維修，避免惡性事故的發(fā)生，具有重大實(shí)際意義。
[0005]目前，對(duì)于直接連接輸電線的開環(huán)運(yùn)行，多是通過檢測(cè)定子負(fù)序電流、負(fù)序阻抗、功率、磁通及局部放電現(xiàn)象等方式來實(shí)現(xiàn)。而閉環(huán)運(yùn)行具有高開關(guān)噪聲、多運(yùn)行頻率的特點(diǎn)，針對(duì)調(diào)節(jié)器會(huì)改變電流特征的問題，學(xué)者們提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)、變化貝葉斯(Bayes)算法、模型參考(MRAS)以及龍伯格(Luenberger)觀測(cè)器等利用故障電機(jī)模型的檢測(cè)算法。但是這類算法存在一定的不足，一方面需要較大的計(jì)算量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)不敏感，不易在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，另一方面這些技術(shù)往往只會(huì)給出故障相的檢測(cè)，少有研究精確至故障線圈位置的定位算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法。該方法將滑模變結(jié)構(gòu)理論(SMO)與故障提取算法相結(jié)合，基于任意位置故障電機(jī)模型實(shí)現(xiàn)有效故障程度提取，計(jì)算簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，無需事先進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)記錄。在完成故障程度判斷的同時(shí)，結(jié)合電壓測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)線圈級(jí)別精確故障定位。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法，包括以下步驟:
[0008](I)內(nèi)部獲得閉環(huán)傳感器給定電壓或利用電壓傳感器對(duì)電機(jī)進(jìn)行三相電壓采樣，得到電壓Uafis,并獲得額外引出抽頭電壓Utap;
[0009](2)將步驟⑴獲得的電壓Les數(shù)據(jù)送入滑模自適應(yīng)觀測(cè)器，計(jì)算得到觀測(cè)電流
? α β s ?[0010]ρχ = Ax + Bu + K sgn(e?)
[0011]其中付號(hào)p 為對(duì)于時(shí)間 t 求導(dǎo)，[ias ips y/m ψ Hv J，u = [uasu0sO O]，
e!S = [eisa e ,]，式中 < Ιβ3、Ψ as ^ ΨUas'' U0s'' Bisa、β?$β， 分別為觀測(cè)定子電流/
觀測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈￡_、定子電壓Iiaes以及參數(shù)誤差分量L在α-β坐標(biāo)軸上的分量，
【權(quán)利要求】
1.一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)內(nèi)部獲得閉環(huán)傳感器給定電壓或利用電壓傳感器對(duì)電機(jī)進(jìn)行三相電壓采樣，得到電壓les，并獲得額外引出抽頭電壓Utap; (2)將步驟(1)獲得的電壓Iiaes數(shù)據(jù)送入滑模自適應(yīng)觀測(cè)器，計(jì)算得到觀測(cè)電流
【文檔編號(hào)】H02P21/13GK104035029SQ201410204898
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】黃進(jìn), 劉赫, 侯招文, 趙力航, 張耀中 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)