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1、第３２卷第４期河北科技大學學報Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．４２０１１年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｕｇ．２０１１文章編號：１００８－１５４２（２０１１）０４－０３３８－０４電機轉子繞組匝間短路故障診斷研究孫袆１，莊煒瑋２，霍鳳鳴１，張志猛１，李宣義１（１．河北省電力研究院，河北石家莊０５００２２；２．河北科技大學科研處，河北石家莊０５００１８）摘要：分析了探測線圈檢測電機轉子繞組匝間短路故障的機理，構建故障診斷系
2、統(tǒng)。以ＷＴＭＭ為基礎，對信號進行分析并計算波峰特征的Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ指數(shù)。以ＭＡＴＬＡＢ為后臺對信號進行仿真，以Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ指數(shù)α的方差為定標，得出發(fā)生匝間短路故障的位置和故障程度。實驗表明，通過Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ指數(shù)來判斷故障發(fā)生及其故障程度是一種可靠易行的辦法。關鍵詞：匝間短路；Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ指數(shù)；故障診斷中圖分類號：ＴＭ７６文獻標志碼：ＡＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｔｕｄｙｏｎｔｕｒｎ－ｔｏ－ｔｕｒｎｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｒｏｔｏｒｗｉｎｄｉｎｇ１，ＺＨＵＡＮＧＷｅｉ－ｗｅｉ２，ＨＵＯＦｅｎｇ－ｍｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｍｅｎｇ１，ＬＩＸｕａｎ－ｙｉ
3、１ＳＵＮＹｉ（１．ＨｅｂｅｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＨｅｂｅｉ０５００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＨｅｂｅｉ０５００１８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｘｐｌｏｒｉｎｇｃｏｉｌｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｕｒｎ－ｔｏ－ｔｕｒｎｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｒｏｔｏｒｗｉｎｄｉｎｇ，ｆａｕｌｔｄｉａｇ
4、ｎｏｓｉｓｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＷＴＭＭ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅＬｉｐｓｃｈｉｔｚｉｎｄｅｘｏｆｗａｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｃａｌｃｕ－ｌａｔｅｄ．ＷｉｔｈＭＡＴＬＡＢａｓｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｓａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｎｃｅｏｆＬｉｐｓｃｈｉｔｚｉｎｄｅｘａｓｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｆａｕｌｔｌｏ－ｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｔｕｒｎｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａ
5、ｔｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｆａｕｌｔａｎｄｔｈｅｆａｕｌｔｄｅｇｒｅｅｂｙｍｅａｎｓｏｆＬｉｐｓｃｈｉｔｚｉｎｄｅｘｉｓｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｅａｓｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｎ－ｔｏ－ｔｕｒｎｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔ；Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚｅｘｐｏｎｅｎｔ；ｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ利用探測線圈采集電機轉子氣隙電動勢檢測電機轉子繞組線圈是否發(fā)生匝間短路故障，其原理是在定轉子氣隙中安裝微分探測線圈，由電勢波形反映電機氣隙磁通密度的變化，即磁通變化引起電機轉子各槽之間槽漏磁通在感應線圈中感應的電動勢發(fā)生的變化，來確定匝間短路是否發(fā)生。在微分探測線圈的基礎上，構建故障檢測系
6、統(tǒng)，利用Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ指數(shù)對采集到的信號進行分析，得到探測信號的突變點，從而確定故障位置。１電機轉子繞組匝間短路狀態(tài)下磁動勢分析［１］假設線圈內有一匝出現(xiàn)短路，這種情況下近似考慮轉子勵磁電流發(fā)生微小的變化。發(fā)生匝間短路之后短路部分的等效磁動勢反向作用在有短路的磁極主磁場的正常磁動勢上，所以認為短路匝中流過一個與正常情況下相反的勵磁電流－Ｉｆ，即有ΔＦ′ｆ＝－ＩｆΔωｆ＝－Ｉｆ（因為假設為一匝發(fā)生短路，所以Δωｆ＝１）。短γπ路情況下短路線匝產(chǎn)生的磁動勢分布如圖１所示，圖中β＝表示槽間角。２ｎ收稿日期：２０１１－０２－２５；修回日期：２０１１－０４－１６；責任編輯：李穆
7、作者簡介：孫袆（１９８３－），女，河北石家莊人，工程師，博士，主要從事高壓電器方面的研究。第４期孫袆等電機轉子繞組匝間短路故障診斷研究３３９圖１短路情況下短路匝磁動勢分布Ｆｉｇ．１Ｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｅｄｔｕｒｎ由圖１可知，對于短路匝有如下關系：πγπ（π－γπ＋２β）；烄ωｔ∈［－π～－＋－β］，ΔＦ′ｆ＝Ｉｆ２２２ππγππγπ（π＋γπ－２β）；（１）烅ωｔ∈［－＋－β～－＋β］，ΔＦ′ｆ＝Ｉｆ２２２２２ππγπ（π－γπ＋２β）。ωｔ∈［－＋β～π］，ΔＦ
