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电力系统电磁暂态仿真中异步电动机的机-网解耦模型

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3804-3814,I0005页

作者：庞博涵刘文焯汤涌连攀杰许克郁舒雁王璐禹海峰中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院湖南省长沙市410004 能源互联网供需运营湖南省重点实验室湖南省长沙市410004

电力系统电磁暂态仿真中,常用异步电动机模型来代表动态负荷模型。然而,由于异步电动机数量众多和电机-电网接口方法的局限性,传统异步电动机模型很难兼顾仿真效率和数值稳定性。针对这一问题,该文提出一种用于电力系统电磁暂态仿真的... 详细信息

电力系统电磁暂态仿真中,常用异步电动机模型来代表动态负荷模型。然而,由于异步电动机数量众多和电机-电网接口方法的局限性,传统异步电动机模型很难兼顾仿真效率和数值稳定性。针对这一问题,该文提出一种用于电力系统电磁暂态仿真的异步电动机负荷解耦(induction motor load decoupling,IMLD)模型。该模型结合异步电动机等效电路和LC传输线时延,构造出具有天然时延的电机-电网解耦接口,从而将异步电动机与外部电网解耦,异步电动机的迭代求解过程无需与外部电网同步求解。根据负荷节点给定的潮流有功和无功功率,通过求解等效电路方程并配置IMLD模型参数,使仿真功率结果与潮流计算给定负荷节点功率相匹配。测试算例结果表明,所提IMLD模型可有效减少网络方程迭代次数,同时具备较高准确性和仿真效率,且具备良好的数值稳定性。

关键词：电力系统电磁暂态仿真异步电动机机-网解耦模型动态负荷模型

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异步电动机的转子断条问题研究

防爆电机 2024年第3期59卷 63-65,86页

作者：韩雪峰佳木斯防爆电机研究所有限公司黑龙江佳木斯154005

讨论了异步电动机转子断条故障的特征机理,介绍了通过定子电流监测进行故障诊断的方法。概述了鼠笼式异步电动机转子断条故障可能由机械应力、过载电流和设计缺陷等因素引起,并强调了这种故障对电机性能的负面影响,包括转速异常、噪声... 详细信息

讨论了异步电动机转子断条故障的特征机理,介绍了通过定子电流监测进行故障诊断的方法。概述了鼠笼式异步电动机转子断条故障可能由机械应力、过载电流和设计缺陷等因素引起,并强调了这种故障对电机性能的负面影响,包括转速异常、噪声增大和潜在的安全风险。提出了通过监测气隙磁场变化和定子电流频谱分析来诊断故障的方法。在正常情况下,电机磁动势平衡对称,而转子断条破坏了这种对称性,导致转矩波动和平均转矩下降。通过对定子电流进行频谱分析,检测到特定的谐波分量。提出结论,尽管传统理论侧重于基波的影响,实际上其他定子电流成分也参与了谐波的生成,并且可以通过监测特定频率的谐波分量来判断转子是否存在断条故障。

关键词：异步电动机鼠笼式转子转子断条故障定子电流监测气隙磁场频谱分析谐波分量故障诊断

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新型通风冷却系统的超高效异步电动机的研究

机电技术 2024年第3期 13-18,112页

作者：王榕生赖联锋凌晖雷丽明郑建苏宁德师范学院机电工程学院福建宁德352100 福州大学电气工程与自动化学院福建福州350116 宁德特波电机有限公司福建宁德352100

针对北美最新发布NEMA超高效率异步电动机新标准,文章提出了基于新型通风冷却系统取代传统通风冷却系统,有效降低电机机械损耗,并采取降低定、转子绕组电阻及使用优质硅钢片等措施,有效降低了电机定、转子铜耗及铁耗,通过对电机磁场谐... 详细信息

针对北美最新发布NEMA超高效率异步电动机新标准,文章提出了基于新型通风冷却系统取代传统通风冷却系统,有效降低电机机械损耗,并采取降低定、转子绕组电阻及使用优质硅钢片等措施,有效降低了电机定、转子铜耗及铁耗,通过对电机磁场谐波分析及优化电磁设计等研究,使电机效率达到了NEMA超高效率新标准。电磁设计与性能实测进行对比,结果相吻合,证明所采取的减损提效方法可行有效。

关键词：异步电动机降损提效通风冷却系统磁场谐波

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基于判据融合的异步电动机定子绕组匝间短路诊断

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电气技术 2024年第3期25卷 38-45页

作者：张俊华万华化学(福建)有限公司福建福清350300

为解决定子绕组匝间短路故障诊断中常见异常运行工况干扰的问题,提出一种基于判据融合的异步电动机定子绕组匝间短路故障诊断方案。首先,考虑到故障特征之间的关联性,提出一种以电流特征为主、电压特征为辅的融合判据;然后,通过融合判... 详细信息

为解决定子绕组匝间短路故障诊断中常见异常运行工况干扰的问题,提出一种基于判据融合的异步电动机定子绕组匝间短路故障诊断方案。首先,考虑到故障特征之间的关联性,提出一种以电流特征为主、电压特征为辅的融合判据;然后,通过融合判据对定子绕组匝间短路故障及故障相进行诊断;最后,通过仿真实验证明了该方案的有效性。

关键词：异步电动机定子绕组匝间短路故障判据融合关联性

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碗式HP磨煤机用笼型异步电动机性能分析

防爆电机 2024年第2期59卷 44-47页

作者：陈浩然佳木斯电机股份有限公司黑龙江佳木斯154002

根据碗式磨煤机对驱动电机的转矩及电流等性能的要求,介绍了该类负载用笼型异步电动机转子槽型的特殊设计思路。以一台670 kW、6极电动机为研究对象,介绍电机的设计方案,并利用有限元法模拟该电机堵转运行工况及额定运行工况,进而计算... 详细信息

根据碗式磨煤机对驱动电机的转矩及电流等性能的要求,介绍了该类负载用笼型异步电动机转子槽型的特殊设计思路。以一台670 kW、6极电动机为研究对象,介绍电机的设计方案,并利用有限元法模拟该电机堵转运行工况及额定运行工况,进而计算电机各工况相应的性能参数。最后,将理论计算结果和电动机型式试验结果进行对比分析,确认碗式磨煤机用电机设计思路和设计方法的合理性。

关键词：碗式磨煤机异步电动机转矩

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异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断新方法

电机与控制学报 2022年第4期26卷 1-8页

作者：许伯强谢子峰陈思远陈经伟华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

目前基于电机电流信号分析(MCSA)的诊断方法无法诊断滚动轴承外滚道轻微故障,在电机空载或轻载运行条件下存在诊断失效的问题,为此提出一种基于定子电流信号中转频多调制分量的异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断方法。首先根据转频确定... 详细信息

目前基于电机电流信号分析(MCSA)的诊断方法无法诊断滚动轴承外滚道轻微故障,在电机空载或轻载运行条件下存在诊断失效的问题,为此提出一种基于定子电流信号中转频多调制分量的异步电动机滚动轴承外滚道故障诊断方法。首先根据转频确定多个转频调制分量;然后在每个转频调制分量附近对定子电流信号做连续细化傅里叶变换分析;并根据正常和故障情况下的多个转频调制分量的幅值确定故障指数;最后根据故障指数判断是否发生故障。相对于其他基于MCSA的诊断方法,该方法聚焦在故障对转频调制分量的影响,不但可以诊断出轻微的外滚道故障,而且在异步电动机空载或轻载运行条件下仍然奏效。

关键词：异步电动机故障诊断电机电流信号分析外滚道故障定子电流转频多调制分量

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Lyapunov指数在异步电动机机械振动识别中的应用

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振动与冲击 2022年第13期41卷 142-151页

作者：刘雁高宽黄炎张赫肖军西北工业大学机电学院西安710072 合肥通用机械研究院压缩机技术国家重点实验室合肥230031

基于非线性动力学理论,研究异步电动机振动信号的Lyapunov指数特征,并应用于故障诊断和识别。首先,搭建试验平台,并模拟异步电动机正常工作、转子不对中和底座安装不良的三种转动状态。分析电动机三种振动信号的波形,并进行去噪和预处... 详细信息

基于非线性动力学理论,研究异步电动机振动信号的Lyapunov指数特征,并应用于故障诊断和识别。首先,搭建试验平台,并模拟异步电动机正常工作、转子不对中和底座安装不良的三种转动状态。分析电动机三种振动信号的波形,并进行去噪和预处理。然后,基于BBA算法计算振动信号在不同工作状态下的Lyapunov指数谱,选取最大Lyapunov指数作为特征用于识别异步电动机的机械振动;最后,为了对该分析方法的有效性及抗干扰性进行验证,引入了随机噪声,分析所提出算法在不同参数下的受噪声的影响水平。研究结果显示,异步电动机在正常运行时,其最大Lyapunov指数值在0.3~0.7;安装不良时其最大Lyapunov指数值在0~0.3,表明这两种工作状态下电动机振动信号序列出自于一个混沌过程;在电动机处于转子不对中状态时,其最大Lyapunov指数值近似为零,表明其振动序列中基本不存在混沌属性。在该研究结果的基础上,配合特征融合与机器学习分类算法,将有效提高异步电动机机械振动识别的准确率和效率。

关键词：异步电动机故障振动 Lyapunov指数 Brown Bryant Abarbanel(BBA)算法

电压波动对异步电动机转子断条故障检测的影响

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电机与控制学报 2022年第9期26卷 9-17页

作者：许伯强陈思远谢子峰陈经伟华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 国网衡水供电分公司河北衡水053000

基于瞬时无功功率信号分析的异步电动机转子断条故障检测方法,当电压发生波动时其调幅波的频率分量会反映于瞬时无功功率信号的频谱中,进而对该类检测方法的准确性造成不利影响。利用奇异值分解技术和Frobenius范数比的方法从原始电压... 详细信息

基于瞬时无功功率信号分析的异步电动机转子断条故障检测方法,当电压发生波动时其调幅波的频率分量会反映于瞬时无功功率信号的频谱中,进而对该类检测方法的准确性造成不利影响。利用奇异值分解技术和Frobenius范数比的方法从原始电压信号中提取波动信号,提出了电压波动系数的概念,以此量化电压波动的大小。该系数还可以反映电压波动对该类检测方法影响的程度;进一步,以是否影响该类检测方法为判据,推导出了异步电动机的电压波动系数的阈值。在进行基于瞬时无功功率信号分析的转子断条故障检测之前,首先对电压信号做波动分析以判断电压波动是否影响故障检测,使传统方法更加可靠,数据仿真和实验结果证明该方法是切实可行的。

关键词：异步电动机转子断条瞬时无功功率电压波动波动系数奇异值分解

含异步电动机负荷的MMC-HVDC供电系统小干扰电压稳定性分析

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太阳能学报 2023年第10期44卷 28-37页

作者：华文王龙飞周正阳薛翼程张哲任徐政国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 国网浙江省电力有限公司杭州310007 浙江大学电气工程学院杭州310027

研究模块化多电平换流器型柔性直流输电(MMC-HVDC)向异步电动机负荷供电系统小干扰电压稳定机理。建立系统的线性状态空间模型,并对影响系统小干扰电压稳定性的关键参数进行研究。根据特征值及参与因子分析,减小MMC的内外环控制器比例... 详细信息

研究模块化多电平换流器型柔性直流输电(MMC-HVDC)向异步电动机负荷供电系统小干扰电压稳定机理。建立系统的线性状态空间模型,并对影响系统小干扰电压稳定性的关键参数进行研究。根据特征值及参与因子分析,减小MMC的内外环控制器比例增益系数或电气距离均可危害系统的小干扰电压稳定性,而MMC与异步电动机负荷之间的电气距离增大会导致系统失去稳定平衡点。基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所建模型的准确性以及所得结论的有效性。

关键词：可再生能源电压稳定异步电动机高压直流输电系统小干扰稳定