73、电机故障诊断与短期电力负荷预测技术解析

电机故障诊断与短期电力负荷预测技术解析

一、电机匝间短路故障诊断

1. 搜索线圈的布置与电压模型

在永磁同步电机（PMSM）中，搜索线圈的布置根据线圈组内定子线圈的数量有所不同：
- 当一个线圈组中有三个定子线圈时，搜索线圈安装在对应线圈组中间定子线圈的定子齿上，定义为 I 型搜索线圈。
- 当线圈组中有两个定子线圈时，搜索线圈缠绕在对应线圈组中间任意定子线圈的定子齿上，定义为 II 型搜索线圈。
- 当双绕组永磁同步电机（DDPMSM）线圈组中的线圈数量大于 3 时，搜索线圈的布置由 I 型和 II 型这两个基本安装单元组成。

在匝间短路故障（ISF）情况下，搜索线圈中的磁通量可分为四个分量：旋转磁场产生的磁通量 φ0、短路电流 Isf 流经故障线圈短路部分产生的磁通量 φ1、环流 Ic 流经故障线圈健康部分产生的磁通量 φ2 以及环流 Ic 流经故障相其余正常线圈产生的磁通量 φ3。不同定子齿上搜索线圈的电压分为五种情况，具体如下表所示：
|搜索线圈位置|产生电压的磁通量分量|
| ---- | ---- |
|故障齿上的搜索线圈|φ0, φ1, φ2, φ3|
|故障齿相邻定子齿上的搜索线圈|φ0, φ1, φ2, φ3|
|故障分支中其余定子齿上的搜索线圈|φ0, φ3|
|故障相健康分支定子齿上的搜索线圈|φ0, φ3|
|健康相定子齿上的搜索线圈|φ0|

当 ISF 发生在 Xn(m - 1) 时，故障齿上的搜索线圈 SCXn(m - 1) 和相邻定子齿上的搜索线圈 SCXnm 的电压表达式分别为：
[e_{SCXn(m - 1)} =