基于气隙磁场的电机偏心故障分析及检测方法研究
发布时间：2022-02-15 00:39
随着社会的发展,科技的进步,传统农业也在向现代农业不断过渡,离心水泵成为现代农业中不可或缺的一部分。电机作为水泵的核心,它的运行状况将对水泵的工作效率和稳定性产生直接影响。转子偏心是电机较为常见的一种故障,而农用水泵电机因工作环境原因更容易发生偏心故障,水泵电机一旦发生偏心故障将对正常农业生产带来影响。转子偏心会改变电机气隙大小及磁场分布,气隙磁场改变的同时,径向电磁力也会发生变化,从而产生不平衡磁拉力。不平衡磁拉力轻则导致电机噪声和振动,重则使电机定、转子产生摩擦甚至相碰,对电机的安全运行和正常的农业生产造成安全隐患。因此,论文以农业上常用的永磁同步电机为研究对象,着重于对偏心故障下电机内部磁场的分析及偏心检测方法的研究。论文研究的主要内容如下:对永磁同步电机静态偏心故障下内部磁场的变化特点和不平衡磁拉力变化规律进行了分析,并根据偏心故障下气隙磁场的变化特点提出了一种基于气隙磁场的偏心故障在线检测方法。主要内容概括如下:（1）对偏心故障下导致电机振动和定、转子摩擦的不平衡磁拉力进行理论推导,并用ansoft软件搭建模型,利用有限元仿真法对永磁同步电机在不同偏心率和不同负载情况下不平衡...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
永磁同步电机Fig.1.1Permanentmagnetsynchronousmoto
永磁同步电机故障分类框图
基于气隙磁场的电机偏心故障分析及检测方法研究10第二章永磁同步电机偏心状态下的不平衡磁拉力分析2.1引言电机偏心故障通常都伴随着不平衡磁拉力的产生，这是由于偏心引起的气隙磁场变化导致的。不平衡磁拉力作为偏心故障的一个重要特征，一旦产生，又会继续加剧电机偏心程度，造成恶性循环，最终导致定转子发生摩擦碰撞，使电机停转。研究电机偏心故障下的不平衡磁拉力具有重要意义。本章首先对偏心故障下的不平衡磁拉力进行公式推导，然后建立永磁同步电机二维有限元模型，对电机在不同程度偏心故障和不同负载下的径向电磁力进行仿真，分析偏心故障和负载变化下电机不平衡磁拉力的变化规律，为后续章节对偏心故障下气隙磁场的具体分析做铺垫。2.2不平衡磁拉力的数值计算电磁场数值计算的任务实质是根据电磁场理论用数值方法求得一组磁场方程。根据电磁学的基本原理可以知道，在不同介质的接触面上产生的磁拉力是不同的，这种力就是麦克斯韦应力。由麦克斯韦应力张量法，可以得到电机转子单位面积上的电磁力F,单位面积上的电磁力F又可以分解为径向分量rF和切向分量tF,如图2.1所示。图2.1电磁力分解示意图Fig.2.1Schematicdiagramofelectromagneticforcedecomposition
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于气隙磁场分析的无刷双馈电机偏心故障研究[J]. 阚超豪,丁少华,刘祐良,任泰安. 微电机. 2017(03)
[2]基于振动噪声信号的永磁电机故障诊断[J]. 陈健,李宏浩,王世伟. 微电机. 2015(03)
[3]表贴式永磁电机电枢反应磁场的子域模型[J]. 韩汇文,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2014(09)
[4]考虑开槽的分数槽集中绕组永磁同步电机电枢反应磁场解析计算[J]. 林福,左曙光,马琮淦,谭钦文. 电工技术学报. 2014(05)
[5]一种永磁同步电机的失磁故障重构方法研究[J]. 何静,张昌凡,贾林,李祥飞,赵凯辉. 电机与控制学报. 2014(02)
[6]感应电机气隙偏心故障研究综述及展望[J]. 鲍晓华,吕强. 中国电机工程学报. 2013(06)
[7]一种新的弱磁场检测方法研究[J]. 卢志才,米东,徐章遂,孙永谨,耿杰恒. 仪表技术. 2010(09)
[8]一种永磁直流电机故障诊断方法[J]. 刘曼兰,于海芳,崔淑梅. 电工技术学报. 2007(10)
[9]永磁同步电机永磁体状况在线监测[J]. 肖曦,张猛,李永东. 中国电机工程学报. 2007(24)
[10]大型水轮发电机不同工况下不平衡磁拉力[J]. 周理兵,马志云. 大电机技术. 2002(02)
博士论文
[1]多相单绕组永磁无轴承电机悬浮参数的分析与辨识[D]. 李炳楠.浙江大学 2014
[2]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]基于磁场检测的永磁同步电机故障特征研究[D]. 武盾.重庆大学 2017
[2]转子偏心状态下永磁同步电机电磁性能分析[D]. 蒋山.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于多种工况下运行的永磁同步发电机的转子偏心故障研究[D]. 茹扎洪·斯衣迪克江.新疆大学 2016
[4]潜水电机偏心故障下的磁场特性分析及其在线检测[D]. 王汉丰.合肥工业大学 2016
本文编号：3625562
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
永磁同步电机Fig.1.1Permanentmagnetsynchronousmoto
永磁同步电机故障分类框图
基于气隙磁场的电机偏心故障分析及检测方法研究10第二章永磁同步电机偏心状态下的不平衡磁拉力分析2.1引言电机偏心故障通常都伴随着不平衡磁拉力的产生，这是由于偏心引起的气隙磁场变化导致的。不平衡磁拉力作为偏心故障的一个重要特征，一旦产生，又会继续加剧电机偏心程度，造成恶性循环，最终导致定转子发生摩擦碰撞，使电机停转。研究电机偏心故障下的不平衡磁拉力具有重要意义。本章首先对偏心故障下的不平衡磁拉力进行公式推导，然后建立永磁同步电机二维有限元模型，对电机在不同程度偏心故障和不同负载下的径向电磁力进行仿真，分析偏心故障和负载变化下电机不平衡磁拉力的变化规律，为后续章节对偏心故障下气隙磁场的具体分析做铺垫。2.2不平衡磁拉力的数值计算电磁场数值计算的任务实质是根据电磁场理论用数值方法求得一组磁场方程。根据电磁学的基本原理可以知道，在不同介质的接触面上产生的磁拉力是不同的，这种力就是麦克斯韦应力。由麦克斯韦应力张量法，可以得到电机转子单位面积上的电磁力F,单位面积上的电磁力F又可以分解为径向分量rF和切向分量tF,如图2.1所示。图2.1电磁力分解示意图Fig.2.1Schematicdiagramofelectromagneticforcedecomposition
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于气隙磁场分析的无刷双馈电机偏心故障研究[J]. 阚超豪,丁少华,刘祐良,任泰安. 微电机. 2017(03)
[2]基于振动噪声信号的永磁电机故障诊断[J]. 陈健,李宏浩,王世伟. 微电机. 2015(03)
[3]表贴式永磁电机电枢反应磁场的子域模型[J]. 韩汇文,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2014(09)
[4]考虑开槽的分数槽集中绕组永磁同步电机电枢反应磁场解析计算[J]. 林福,左曙光,马琮淦,谭钦文. 电工技术学报. 2014(05)
[5]一种永磁同步电机的失磁故障重构方法研究[J]. 何静,张昌凡,贾林,李祥飞,赵凯辉. 电机与控制学报. 2014(02)
[6]感应电机气隙偏心故障研究综述及展望[J]. 鲍晓华,吕强. 中国电机工程学报. 2013(06)
[7]一种新的弱磁场检测方法研究[J]. 卢志才,米东,徐章遂,孙永谨,耿杰恒. 仪表技术. 2010(09)
[8]一种永磁直流电机故障诊断方法[J]. 刘曼兰,于海芳,崔淑梅. 电工技术学报. 2007(10)
[9]永磁同步电机永磁体状况在线监测[J]. 肖曦,张猛,李永东. 中国电机工程学报. 2007(24)
[10]大型水轮发电机不同工况下不平衡磁拉力[J]. 周理兵,马志云. 大电机技术. 2002(02)
博士论文
[1]多相单绕组永磁无轴承电机悬浮参数的分析与辨识[D]. 李炳楠.浙江大学 2014
[2]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]基于磁场检测的永磁同步电机故障特征研究[D]. 武盾.重庆大学 2017
[2]转子偏心状态下永磁同步电机电磁性能分析[D]. 蒋山.哈尔滨理工大学 2017
[3]基于多种工况下运行的永磁同步发电机的转子偏心故障研究[D]. 茹扎洪·斯衣迪克江.新疆大学 2016
[4]潜水电机偏心故障下的磁场特性分析及其在线检测[D]. 王汉丰.合肥工业大学 2016
本文编号：3625562
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