次同步级联驱动装置中的电磁转矩脉振、扭振、故障检测及诊断

本文通过对一台安装在水泥工业中的4MW驱动装置的仿真，对次同步级联驱动装置（SCD）的电磁转矩脉振进行了深入的研究。最初的研究中，将轴系及机械耦合看作刚性的，详细研究分析了异步机转速、负载转矩一转速特性及异步机参数对电磁转矩脉振的影响。通过对一台实验室内的5．5kW驱动装置的实验研究，验证了仿真研究得出的结论。另外，本文为了研究由电磁转矩脉振引起的轴系扭振，考虑了机械子系统的四质量块模型。为了避免可能导致轴系严重机械损坏的过大扭振，提出了一些设计机械子系统的措施。最后，研究了驱动装置中电力电子变频器故障工况，尤其是连接在转子端的二极管整流器开路工况。通过仿真和实验对上述驱动装置的故障运行模式进行了研究。研究表明这种故障会引起幅值比通常情况的高很多．频率接近机械子系统固有频率的电磁转矩。因此，为了避免损坏机械子系统，电力电子变频器故障应该被立即检测出，实际经验也已经证明了这一点。从这方面讲，基于对转子电流空间矢量特征量（瞬时角和瞬时频率）的分析，提出一种用于实时故障检测及正确诊断的新方法。提出的方法无需在一个周期内求平均值，也无需任何归一化，并且能够有效检测故障，故至在故障引起的瞬态期间也无需如此。仿真和实验研究证明了这种方法的优点。