具有低开关频率的感应电机无传感器控制

着眼于传统低开关频率控制方法对无感磁链观测带来不利影响的问题,提出了一种具有低开关频率的感应电机无传感器控制方法.使用速度自适应滑模观测器与预测控制方法相结合,构成感应电机无传感器预测控制系统.其可以在较高采样频率下,有效降低开关频率,并保证系统具有较高的动态特性.同时,滑模思想的引入使观测器具有较强的鲁棒性.实验结果表明,所提出的低开关频率无传感器控制策略具有较高的控制精度和较强的抗干扰性能,研究的自适应滑模观测器在稳态和动态实验中均具有良好的观测精度,其中电流环响应时间可以达到1.52 ms,可以实现75 r·min^(–1)及以上转速范围内的稳定观测及运行,且系统最高平均开关频率保持在500 Hz上下,为较低的水平.

基于离线单相周期方波脉冲的三相异步电机启动转矩测试

为了克服三相异步电机启动转矩无载测试现有方法存在的测试精度较低、电网冲击等问题,提出一种基于离线单相方波脉冲的电机启动转矩测试方法。以Y160M-4型三相异步电机为研究对象,给出用于测试启动转矩的单相方波逆变电源结构、工作原理及关键参数计算方法,并利用二维瞬态电磁场数值计算方法,以研究不同激励模式下的启动转矩为目的,获取电机启动过程的电枢电流。结合电机数学模型和坐标变换理论,研究并给出单相正弦波激励下的电机等效电路模型和启动转矩理论计算模型。在此基础上,进一步给出单相方波激励下的启动转矩数据处理方法。经验证,依据所提出的单相方波激励下的电机启动转矩计算方法并结合二维瞬态电磁场数值仿真,启动转矩测试相对误差约为0.25%。研究结果表明,利用该方法计算三相异步电机的启动转矩,测试精度获得明显提高,从而证明了所提方法的正确性和可行性。

基于高频电流信号的电机故障特征提取方法

目前异步电机故障诊断主要依赖于振动、温度和噪声等参数,对于监测的电气信号,主要用于分析电机输出动力情况。电气信号中除了体现电机动力输出特征外,还包含丰富的机械故障、电气故障等信息特征。由于电气信号中的故障特征信号微弱,易被基频分量与噪声湮没而难以突出故障特征,不利于电机状态监测与故障诊断,因此提出了一种基于高频电流信号解调的电机故障特征提取方法,针对采样率不低于25.6 kHz的电机定子高频电流信号,综合运用高通滤波、Hilbert变换、快速傅里叶变换(FFT)3种分析方法,提取高频电流中电机故障的微弱特征信号,应用神经网络算法对电机正常、静态偏心、动态偏心、转子断条、轴承内圈、轴承外圈6种状态进行了诊断。该方法准确提取了电流信号故障特征,并成功识别了6种故障。

三相鼠笼异步电动机无传感器转速检测技术及其适应性

针对三相鼠笼异步电机无位置传感器快速傅立叶变换(fast Fourier transformation,FFT)测速方法需要预先知道转子槽数,且测试精度易受噪声干扰和采集时长等因素的影响,提出一种基于奇异值分解-Prony(singular value decomposition-Prony,SVD-Prony)算法的无位置传感器高精度转速测量技术。运用电机学相关理论,研究转子槽谐波测速机理,并给出整数倍率转子槽数的计算方法。在分析并明确定子电流噪声影响和FFT法存在检测精度受采样时长限制等问题的基础上,研究基于奇异值增长率的SVD滤波方法和用于辨识转子槽谐波的Prony算法,并以Y160M-4型电机为研究对象,在不同运行状态下对该技术的适应性进行分析。在此基础上,构建相关物理测试平台,对YE90S-2型电机进行实测。结果表明,在相同采集情况下,所提方法测试绝对误差仅为FFT测速方法的几分之一,检测精度大幅提高。

无速度传感器的异步电动机模糊自适应PI直接转矩控制

文章针对传统无速度传感器直接转矩控制转速不稳定、超调量大等问题做出两点改进。首先,引入自耦PI对传统MRAS无速度传感器直接转矩控制进行改进,该方法改善无传感器直接转矩控制调速性能、降低超调量、减小稳态误差;其次,针对直接转矩控制具有转矩脉动大、调速性能差等缺点,提出变论域静态模糊自适应PI控制策略,减小转矩脉动并改善调速性能,大大提升了抗负载能力;最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真并进行分析,证明了上述方法的有效性和可行性。结果表明,相对于传统的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果显示减小了转速超调量,缩短了转速上升中到达高速工况的响应时间,提升了抗负载能力。

一种重载电机的轴承配置与关键装配技术

为满足重载电机受力的要求,对N端轴承结构进行了技术升级,将电机的一个非传动端的深沟球轴承6326优化为一个圆柱滚子轴承NU320与一个四点接触球轴承QJ318的组合结构,其中NU320轴承承受径向力,QJ318轴承承受轴向力。主要研究三轴承电机装配时,保证电机非传动端两个轴承的同轴度问题以及QJ318四点接触球轴承承受一定的轴向压力问题,避免电机因同轴度超差及轴向压力过大导致QJ318轴承外圈变形带来温升及振动超差的负面影响。

新增开车风机电动机速断和过载保护整定方法研究与应用

云南天安化工有限公司二期800 kt/a硫酸装置新增1台1 800 kW开车风机,主要论述了风机高压电动机的速断保护和反时限过载保护的理论整定计算过程,结合试车过程中出现的问题,研究了合理修改保护定值的方法。

基于热套装配过程及冷却方式的电机热应力分析

为分析电机在热套装配过程及不同冷却环境下的应力状态,建立了热-固耦合有限元模型,得到了冷却过程的瞬态温度场和瞬态应力分布,根据仿真结果,利用电阻应变计测量方法对机座加热、装配和冷却过程开展试验研究,得到了最终冷却状态的应力变化。试验结果表明,自然冷却和快速冷却环境下的机座应力状态处于合理水平,均匀冷却环境下的机座整体应力水平较低且离散度较小。同时通过仿真与试验结果的对比,验证了仿真结果的准确性,有效地为电机设计和工艺改进提供了依据。

船舶甲板机械电动机的应用与适应性设计制造

主要讲述船舶甲板机械电动机的应用和设计特点,在电磁设计,材料选择,适应性设计,制造工艺的控制和电机的防水设计方面分别进行论述。说明船舶甲板机械电动机需要注意的特殊设计要点。

三相异步电动机故障的诊断及应对措施思考

三相异步电动机是一种利用铜线或铝线,与磁场相互影响,并有效获取电能的设备。目前,三相异步电动机已经在人们的日常生产与生活中得到广泛的应用。但是,三相异步电动机运行故障的出现,不仅会对电动机的稳定运行产生影响,还有可能引发严重的安全生产事故。文章重点针对三相异步电动机故障的诊断及应对措施进行了详细的分析,希望能够为相关人员提供参考和借鉴。

YXKK2-355~630系列高压高效高功率密度三相异步电动机

YXKK2-355~630系列高压高效高功率密度三相异步电动机,围绕高能效技术、高功率密度、低振动低噪声、高可靠性等关键设计技术,在电磁、结构、风路、轴承设计、材料选型等方面采取措施,保证了样机测试值与设计值的一致性,同时通过数据对比分析,该系列电机产品在型谱、效率、振动等方面的先进性。

电机定子匝间短路故障诊断方法研究

三相异步电机定子发生匝间短路故障时,定子电流信号的频谱中会增加特定频率的故障特征。本文针对三相异步电机建立有限元模型并植入故障,采集定子电流信号并用FFT(Fast Fourier Transformation,快速傅里叶变换)提取电流中的故障特征,使用LSTM网络(Long Short-Term Memory,长短时记忆网络)进行预测表明,此方法针对定子匝间短路故障的识别准确率达93%,为该故障诊断提供了一种有效的方案。

三相异步电动机热试验直接负载法与叠频法的比对

电流经过三相异步电动机定子绕组时,不仅会产生旋转磁场带动转子转动,而且也会产生热量,使定子绕组发热,在电动机运行达到稳定时,这部分热量与环境温度的差值便是电动机的温升。温升是电机性能考核中的重要指标。根据国家标准GB/T 1032—2012《三相异步电动机试验方法》,温升可按热试验方法测得。其中,热试验的方法分为直接负载法和间接法。通过试验对比直接负载法跟间接法中定子叠频法中的现象,记录试验数据,并对差异进行了分析。

改进的十二扇区磁链判断方法的直接转矩控制

直接转矩控制由于其优异的控制性能,已得到了广泛的应用。针对传统直接转矩控制转矩脉动大、定子磁链观测算法复杂,本文提出了一种改进的十二扇区判断策略,可简化计算,降低系统成本。与传统的六扇区的直接转矩控制仿真结果对比,改进方法可缓解磁链和电磁转矩脉动,提高系统的动态响应性能,且把定子电流总谐波畸变率THD从33.43%降至13.14%。

模糊熵特征选择与SVM在三相异步电机故障诊断中的应用

三相异步电机故障发生率高,用电量大且故障难以早期识别。基于此,提出一种基于模糊熵特征选择和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断方法。通过构造故障再现试验,测取其四种不同状态类别的多测点振动信号样本,采用模糊熵计算其模态分量的模糊熵样本值,得到四种不同状态类别的模糊熵故障特征向量。然后,结合支持向量机算法,构建支持向量机分类模型,划分模糊熵特征量训练样本和测试样本。通过构造的SVM模型训练和验证,验证结果表明故障诊断准确度达到97.5%,利用常用的改进BP神经网络诊断方法进行对比,准确度为92.5%,结果表明基于模糊熵特征选择与SVM方法在诊断精度上更高。

基于LSTM与电气参数的电机状态监测方法

针对现有的电机状态监测方法因状态曲线反复穿越报警线,导致状态预警分析准确率低的问题,提出一种长短期记忆网络(LSTM)与工艺参数相结合的状态监测方法。该方法首先采用主成分分析(PCA)对电机正常运行状态的电流、电压信号特征矩阵进行特征降维,再借助LSTM完成状态预测模型构建,基于历史运行数据实现对当前阶段运行待测数据状态值的预测,最终通过对比实测值与预测值的差异度完成电机运行状态的判断。搭建电机故障实验台对提出方法进行验证,实测数据分析结果表明,所提出的方法可有效实现针对电机的状态监测,与振动参数分析的对比结果显示,该方法具备较好的模型稳定性及准确性,有效解决了状态监测模型误报、漏报的问题,实现了对电机运行状态的准确监测。

六相双机共轴驱动系统的主从式控制策略研究

双电机共轴驱动是针对传船舶电力驱动的一种有效途径,为解决快速跟踪性和容错性问题,根据双Y移30°六相异步电机的结构,建立两相旋转坐标系下的电机数学模型,并利用Matlab/Simulink完成共轴双电机S函数建模。在单电机矢量控制基础上,研究六相双电机共轴驱动系统主从控制策略并进行仿真分析。仿真结果表明:主从控制式六相双机共轴驱动系统在正常工作情况下,跟踪性能良好,具有较好的抗负载扰动能力;在故障情况下,能合理改变两电机输出比例,确保故障电机不过载。

基于Maxwell2D的三相异步电动机故障运行状态有限元仿真

三相异步电动机作为最主要的工业驱动装置,在拖动负载时很有可能发生故障,电动机发生故障则会影响设备正常运行。通过分析三相异步电动机工作原理和故障原理,提出了基于Maxwell2D的有限元仿真的电动机故障状态建模方法。分析三相异步电动机转子断条和定子匝间短路故障运行状态下定子电流特征和转矩特征,得出不同故障情况下电机定子电流的变化,为电机故障检测和诊断提供了研究基础和依据。

异步电机定子匝间短路故障检测系统设计

为了实现对异步电机定子早期匝间短路故障的在线检测,文中设计一种定子匝间短路故障检测系统。根据定子电流中匝间短路的故障特征频率方程确定系统滤波的频率范围;利用电流互感器获取电机电流信号,并经硬件电路完成放大和滤波处理;利用经验模态分解对故障特征频率进行初步提取,并提出新的方法抑制密集模态混叠现象;结合Hilbert包络解调,实现故障特征频率的提取并减轻频谱泄漏影响;最后经频谱分析提取故障特征频率,检测电机是否存在定子匝间短路故障。对不同故障程度的电机进行检测,对所设计方法抑制密集模态混叠现象的性能进行对比,得出检测结果准确,抑制效果能满足要求。多次实验结果表明,所设计系统的实时性好,能够实现对异步电机早期轻微匝间短路故障的在线检测,并预防严重故障的产生,具有一定的实用价值。

基于变频器PLC组态电机多段速系统的设计与调试

文章从电动机多段速运行控制系统入手,采用了目前应用最为广泛的变频器控制PLC来实现电动机的多段速运行,对硬件选型、系统软件设计与调试进行了详细介绍。