基于静止坐标系的感应电机定子绕组匝间短路故障模型

"感应电机定子绕组匝间短路故障仿真" 感应电机在工业应用中广泛使用，其稳定性和可靠性至关重要。然而，电机在运行过程中可能会遇到各种故障，其中定子绕组匝间短路是一种常见的问题。该文由王桂艳、施伟锋、张威和陈双共同撰写，基于静止坐标系建立了一种新的定子绕组匝间短路故障模型，以深入研究这种故障的影响和机制。 定子绕组匝间短路是指电机定子线圈内部相邻几匝之间的绝缘损坏，导致电流不再按照设计路径流动，而是在短路的线匝之间形成局部环流。这种故障可能导致电机性能显著下降，严重时甚至会损坏电机。文章指出，通过引入新的一相，可以更准确地模拟这一故障状态。 在静止坐标系下建立的故障模型考虑了电机的实时动态特性。仿真结果显示，当定子某一相发生匝间短路时，故障位置的短路环流会急剧增加。这表明故障会导致局部电流密度升高，产生额外的热损耗，可能影响电机的冷却效率和寿命。同时，故障相的电流会显著增大，但电磁转矩和转速的波动相对较小，这表明电机试图通过调整工作状态来补偿由于短路引起的异常。 该文还探讨了不同匝间短路比例对故障影响的差异。匝间短路比指的是短路线圈数与正常线圈总数的比例，比例越高，故障影响越大。仿真分析证明，随着短路比例的增加，故障相电流的上升程度也相应增加，但电机的整体性能会尝试保持稳定，这为故障诊断和保护策略提供了理论依据。 此外，该研究对于故障检测和预防具有重要意义。通过对模型的分析，可以设计出更有效的故障检测算法，提高电机的运行安全性和可靠性。同时，该模型也为电力系统控制、电力电子与电力传动领域的研究人员提供了有价值的参考。 关键词涉及电机与电器、感应电机、匝间短路、静止坐标系和建模，反映了研究的核心内容。中图分类号TM343则将研究定位在电机技术的具体领域。文章的作者之一施伟锋作为通信联系人，其主要研究方向是电力系统控制，为该研究提供了深厚的学术背景。 这篇论文通过详细的数学建模和仿真分析，揭示了感应电机定子绕组匝间短路故障的特征和影响，为故障诊断和电机保护技术的进步提供了理论支持。