1、直線電機(jī)的故障診斷分析,學(xué)校名稱：鄭州輕工業(yè)學(xué)院 指導(dǎo)老師：張志艷 報告人 ：田高偉,01,直線電機(jī)的概述,02,直線電機(jī)的一般故障原因及處理方法,03,研究方法,01,直線電機(jī)的基本概述,01,直線電機(jī)的基本概述,直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成。 由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實(shí)際應(yīng)用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。,01,直線電機(jī)的基本概述,1-行波磁場；2-次級；3-初級,在這臺直線電機(jī)的三相繞組中通入

2、三相正弦電流后，也會產(chǎn)生氣隙磁場。當(dāng)不考慮鐵芯兩端開斷而引起的縱向邊端效應(yīng)時，這個氣隙磁場的分布情況與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似，即可看成延展開的直線方向呈正弦規(guī)律分布，但它不是旋轉(zhuǎn)而是沿著橫向直線平移的，因此稱為行波磁場。,工作原理,01,直線電機(jī)的基本概述,直線電機(jī)設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、故障少、維修方便、起動力矩大、起動速度快、過載能力強(qiáng)、起動電流和額定工作電流基本一致等優(yōu)點(diǎn)、廣泛應(yīng)用于煤炭。冶金和交通運(yùn)輸行業(yè)中。,磁懸浮列車,機(jī)床,02,直線電機(jī)一般故障原因及處理方法,02,直線電機(jī)的一般故障原因及處理方法,02,直線電機(jī)一般故障原因及處理方法,02,直線電機(jī)一般故障原因及處理方法,02,直線電

3、機(jī)一般故障原因及處理方法,02,直線電機(jī)一般故障原因及處理方法,02,直線電機(jī)一般故障原因及處理方法,03,研究方法,03,研究方法,針對長定子直線同步電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障分析，定子繞組的故障主要是由于電機(jī)長期工作在惡劣的環(huán)境下，繞組線圈的絕緣層脫落和破損、不正常的供電電壓、電流頻域畸變等引起的。在電機(jī)開始啟動或負(fù)載過大引起的電動力作用下，繞組之間發(fā)生相對錯位，使得繞組絕緣層部分脫落，則容易形成內(nèi)部短路故障。當(dāng)電機(jī)定子繞組之間發(fā)生內(nèi)部短路故障時，過大的沖擊電流會對定子槽固件和繞組端產(chǎn)生很強(qiáng)的破壞力，從而使繞組形狀發(fā)生扭曲。當(dāng)直線電機(jī)定子繞組內(nèi)部存在電氣故障時，由于三相繞組的不對稱，橫向和縱向的

4、邊緣效應(yīng)，鐵芯的開斷，使得直線電機(jī)的電氣參數(shù)發(fā)生很大的變化。比如，繞組的電阻、電感、電樞電流、電磁推力等。針對其繞組內(nèi)部故障，目前國內(nèi)外大致有以下幾種研究方法。,03,研究方法,對稱分量法,該方法是先將電機(jī)繞組故障時出現(xiàn)的不對稱電氣參數(shù)量分解成三組（正序、負(fù)序、零序）對稱分量來逐個求解，然后再通過這三組對稱分量線性組合成所需的不對稱量線，從而達(dá)到解決不對稱量的問題。對稱分量法對于分析交流電機(jī)繞組外部短路所引起的不對稱問題有很大的優(yōu)越性，但是它僅限于理想的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并且只用于不對稱問題的穩(wěn)態(tài)求解，難以解決故障時的瞬態(tài)問題。,03,研究方法,Park 變換法,Park 變換法是人們在電機(jī)領(lǐng)域中

5、當(dāng)中使用最廣泛的坐標(biāo)變換方法之一。它的理論基礎(chǔ)是合成磁通勢等效，即兩相相互垂直定子電流產(chǎn)生的磁場可以代替任意一組三相平衡電流產(chǎn)生的合成磁場，其廣泛的定義是指將定子繞組的三相不平衡電流變換成不同的三個合成磁場等效的電流或者電流分量(Park分量)。在電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，派克變換的電流分量Id，Iq是一個二維平面的標(biāo)準(zhǔn)圓，在電機(jī)出現(xiàn)故障情況下圓的形狀就會發(fā)生變形，并且其形狀變化的大小與電機(jī)故障的部位及損壞程度有關(guān)，以此對電機(jī)繞組故障進(jìn)行診斷識別。,03,研究方法,相坐標(biāo)法,在相坐標(biāo)系上通過相坐標(biāo)法直接建立的坐標(biāo)，其描述方程是按電機(jī)定子相繞組變量來定義的，且每一相繞組都是被看做成一個整體。相坐標(biāo)法通

6、常可以很好的考慮相繞組形成氣隙諧波磁場影響，由于其特征量是實(shí)際可測的，不必經(jīng)過復(fù)雜的信號處理和轉(zhuǎn)換，對電機(jī)各種正常或故障的運(yùn)行狀態(tài)都容易測量和結(jié)果處理。但當(dāng)電機(jī)單相短路、相間短路故障時，其每相繞組被分割成兩個小的部分，相繞組的整體性被破壞，所以以電機(jī)每相繞組為基本單元的相坐標(biāo)法不能很好的實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組內(nèi)部故障的識別。,03,研究方法,多回路分析法,多回路法分析電機(jī)繞組更為詳細(xì)和精確，以電機(jī)定子繞組內(nèi)部的單個線圈為研究對象進(jìn)行深入解析。它不必考慮在往常故障分析中需要對電機(jī)模型理想化，多回路分析法只是分析相繞組單個線圈的基本電磁關(guān)系，并依據(jù)具體問題的需要，形成相對應(yīng)的電磁回路。多回路分析法分析電機(jī)時，電機(jī)每相繞組被看作多個相對獨(dú)立運(yùn)動的電磁回路，各相繞組的電壓和磁鏈方程只需按其實(shí)際回路求解。運(yùn)用回路法處理電機(jī)繞組故障時，可以檢測到出現(xiàn)故障空間具體位置和電機(jī)繞組的排列方式等，從而