直线电机的故障诊断ppt课件.ppt

直线电机的故障诊断分析 指导老师 张志艳报告人 田高伟 01 直线电机的概述 02 直线电机的一般故障原因及处理方法 03 研究方法 01 直线电机的基本概述 01 直线电机的基本概述 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能 而不需要任何中间转换机构的传动装置 它可以看成是一台旋转电机按径向剖开 并展成平面而成 由定子演变而来的一侧称为初级 由转子演变而来的一侧称为次级 在实际应用时 将初级和次级制造成不同的长度 以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变 01 直线电机的基本概述 1 行波磁场 2 次级 3 初级 在这台直线电机的三相绕组中通入三相正弦电流后 也会产生气隙磁场 当不考虑铁芯两端开断而引起的纵向边端效应时 这个气隙磁场的分布情况与旋转电机相似 即可看成延展开的直线方向呈正弦规律分布 但它不是旋转而是沿着横向直线平移的 因此称为行波磁场 工作原理 01 直线电机的基本概述 直线电机设备具有结构简单 性能可靠 故障少 维修方便 起动力矩大 起动速度快 过载能力强 起动电流和额定工作电流基本一致等优点 广泛应用于煤炭 冶金和交通运输行业中 磁悬浮列车 机床 02 直线电机一般故障原因及处理方法 02 直线电机的一般故障原因及处理方法 02 直线电机一般故障原因及处理方法 02 直线电机一般故障原因及处理方法 02 直线电机一般故障原因及处理方法 02 直线电机一般故障原因及处理方法 02 直线电机一般故障原因及处理方法 03 研究方法 03 研究方法 针对长定子直线同步电机定子绕组内部故障分析 定子绕组的故障主要是由于电机长期工作在恶劣的环境下 绕组线圈的绝缘层脱落和破损 不正常的供电电压 电流频域畸变等引起的 在电机开始启动或负载过大引起的电动力作用下 绕组之间发生相对错位 使得绕组绝缘层部分脱落 则容易形成内部短路故障 当电机定子绕组之间发生内部短路故障时 过大的冲击电流会对定子槽固件和绕组端产生很强的破坏力 从而使绕组形状发生扭曲 当直线电机定子绕组内部存在电气故障时 由于三相绕组的不对称 横向和纵向的边缘效应 铁芯的开断 使得直线电机的电气参数发生很大的变化 比如 绕组的电阻 电感 电枢电流 电磁推力等 针对其绕组内部故障 目前国内外大致有以下几种研究方法 03 研究方法 对称分量法 该方法是先将电机绕组故障时出现的不对称电气参数量分解成三组 正序 负序 零序 对称分量来逐个求解 然后再通过这三组对称分量线性组合成所需的不对称量线 从而达到解决不对称量的问题 对称分量法对于分析交流电机绕组外部短路所引起的不对称问题有很大的优越性 但是它仅限于理想的电机数学模型 并且只用于不对称问题的稳态求解 难以解决故障时的瞬态问题 03 研究方法 Park变换法 Park变换法是人们在电机领域中当中使用最广泛的坐标变换方法之一 它的理论基础是合成磁通势等效 即两相相互垂直定子电流产生的磁场可以代替任意一组三相平衡电流产生的合成磁场 其广泛的定义是指将定子绕组的三相不平衡电流变换成不同的三个合成磁场等效的电流或者电流分量 Park分量 在电机正常运转情况下 派克变换的电流分量Id Iq是一个二维平面的标准圆 在电机出现故障情况下圆的形状就会发生变形 并且其形状变化的大小与电机故障的部位及损坏程度有关 以此对电机绕组故障进行诊断识别 03 研究方法 相坐标法 在相坐标系上通过相坐标法直接建立的坐标 其描述方程是按电机定子相绕组变量来定义的 且每一相绕组都是被看做成一个整体 相坐标法通常可以很好的考虑相绕组形成气隙谐波磁场影响 由于其特征量是实际可测的 不必经过复杂的信号处理和转换 对电机各种正常或故障的运行状态都容易测量和结果处理 但当电机单相短路 相间短路故障时 其每相绕组被分割成两个小的部分 相绕组的整体性被破坏 所以以电机每相绕组为基本单元的相坐标法不能很好的实现电机绕组内部故障的识别 03 研究方法 多回路分析法 多回路法分析电机绕组更为详细和精确 以电机定子绕组内部的单个线圈为研究对象进行深入解析 它不必考虑在往常故障分析中需要对电机模型理想化 多回路分析法只是分析相绕组单个线圈的基本电磁关系 并依据具体问题的需要 形成相对应的电磁回路 多回路分析法分析电机时 电机每相绕组被看作多个相对独立运动的电磁回路 各相绕组的电压和磁链方程只需按其实际回路求解 运用回路法处理电机绕组故障时 可以检测到出现故障空间具体位置和电机绕组的排列方式等 从而可以比较精确的获得绕组出现故障后的内部电磁分布和绕组电流大小