基于阶跃激励响应的牵引电机定子早期匝间短路故障诊断方法

为了实现对牵引电机定子绕组匝间短路早期故障的可靠诊断,文章提出了一种基于阶跃激励稳态响应电流的故障诊断方法。首先根据牵引电机三相定子绕组匝间短路模型,对定子绕组任意两相施加阶跃激励,推导出3种情况下的响应电流表达式,并依据响应电流稳态值的变化特征提出新的故障特征分量;然后,搭建故障电机仿真模型,分析短路电阻和短路故障严重程度对响应电流的影响,研究故障特征分量对早期匝间短路故障诊断的有效性与可靠性;最后搭建试验平台,分析当电机固有不对称时,匝间短路故障对故障特征分量的影响。仿真与试验结果表明,该故障特征分量可以表示早期的匝间短路故障及其严重程度,并且能滤除电机固有不对称的影响。基于阶跃激励稳态响应电流的诊断方法操作便捷,结果可靠性高,对保护牵引系统的安全具有极大意义,且具备极大的工程应用价值。     

基于深度高斯过程的永磁牵引电机匝间短路分级评估方法

定子绕组匝间短路是影响永磁牵引电机安全稳定运行的主要故障之一,受运行工况、供电与电机本体不平衡的影响,现有方法难以实现永磁牵引电机匝间短路在线精准评估,这成为永磁电机推广应用迫切需要解决的关键技术难题。因此,文章提出一种基于多特征融合的深度高斯过程永磁牵引电机匝间短路分级评估方法：首先通过建立永磁牵引电机匝间短路故障模型,提取电流不平衡、电流三次谐波与dq电流的二次谐波特征;然后采用一种双随机变分推断深度高斯过程（Doubly Stochastic Deep Gaussian Processes,DSDGP）方法对提取特征进行融合训练建模,实现永磁牵引电机匝间短路劣化状态在线分级评估;最后通过永磁电机匝间短路试验与现场案例进行算法验证。结果表明,文章所提方法在多特征融合条件下的评估准确率达到95%以上,相较于支持向量机（support vector machine, SVM）和反向传播神经网络（back-propagation neural, BPN）等分类方法,具有准确率高,适用于变工况、小样本的工程实际应用环境等优点,解决了永磁牵引电机匝间短路早期故障检测及故障严重程度评估的行业难...     

异步电机定子绕组匝间短路故障建模与分析

在充分考虑短路绕组间磁路耦合的基础上,建立了异步电机定子绕组匝间短路故障在三相静止坐标系下的数学模型,并通过坐标变换得到其在两相静止坐标系下的简化故障模型,对该模型进行仿真研究,采用扩展Park矢量法分析电机定子电流故障频谱。仿真结果验证了模型的正确性和有效性。     

列车牵引逆变器输出电能品质及其故障特征研究

列车牵引逆变器输出电能品质与牵引系统关键部件的工作状态紧密耦合。分析了牵引电机转子断条故障、电机定子匝间短路故障及逆变器IGBT开路故障状态下定子电流的特定谐波分量特性。针对定子电流故障特征,使用快速傅里叶变换(FFT)对故障特征进行识别,提取特定谐波分量,提出了以特定谐波分量含量与基波含量比值大小定位故障部件的故障诊断方法。搭建了牵引系统状态监测仿真模型,验证了提出的故障特征与故障诊断方法的正确性和有效性。     

改进技术管理,提高牵引电机可靠性

近年来,东风型内燃机车牵引电机的故障趋势,主极绕组、换向极绕组的接地和断线等定子故障正在逐年减少,而电枢绕组匝间短路或接地、均压线短路和断线、换向器接地和断片、铁心端板断裂、后支架断裂等电枢故障却逐年增多。就以我段为例,1984年须进行大修的牵引电机电枢达64台,加之随机车入厂大修及段内进行的单项大修的牵引电机,总计达130多台,约占全段配属机车牵引电机的三分     

基于电机定子电流分析的机车齿轮箱故障诊断

机车传动系统齿轮故障诊断对保障列车行车安全有重要意义,因此将牵引电机定子电流分析用于齿轮故障诊断。齿轮局部损伤引起齿轮系扭矩波动,扭矩的波动使驱动电机定子电流多个频率成分发生相位调制,在定子电流频谱中产生边频带,分析这些特殊频率成份就可以检测齿轮故障。齿轮早期故障产生的边频带幅值非常微弱,通常被电机结构引起的谐波成份和噪声掩盖。双树复小波变换保留了常规小波局部分析特性,又能有效抑制平移敏感性和频率混叠。提出了一种新的无传感器机车齿轮故障诊断方法,用双树复小波分析牵引电机定子电流,抑制噪声排除临近频率的干扰。30 t轴重货运机车正线运转实验证明,提出的方法能有效诊断机车齿轮故障。     

机车牵引电动机动态实时分析及故障检测

结合TA0649D机车牵引电机的结构参数,首先建立了该直流电机的数学模型,设计了该电机的转速,电流双闭环系统。在此基础上,通过故障(如绕组匝间短路与对地短路)模拟,利用递棼最小二乘法计算故障发生后电机绕组电阻的变化。仿真计算结果表明,所设计的参数识别法一递推最小二乘法是有效的,具有实际应用价值。     

动车组牵引电机定子匝间短路故障在线诊断研究

随着动车组列车运营数量的增多,保证列车的安全运行和减小运用、检修成本意义重大。动车组牵引电机作为动车组机电能力转换装置,对其状态监测和故障诊断直接决定了动车组列车运行的安全性和检修成本,牵引电机定子匝间短路故障成因和在线技术分析是有效诊断的基础。     

ZD102A型牵引电机电枢绕组结构的改进

针对ZD102，ZD102A型两种牵引电机发生的电枢接地，绕组匝间短路等故障，提出了改进电枢绕组结构的方案，并对改进前后电枢的结构特点，工艺特点，牵引电机的电枢反应进行了分析比较。     

基于MCA技术的电机故障诊断

针对电机匝间短路故障诊断高频浪涌波形测试法存在过度灵敏且测试设备不便携的缺点,提出引入MCA技术,将电机看作包含电感和电阻的复杂等效电路,通过便携的ALL-TESTⅣPro电机故障检测仪对电机施加高频正弦波,得到阻抗、倍频值和相位角3个核心参数,从而实现电机绕组匝间短路与鼠笼转子导条断裂等故障的快速诊断和定位。试验证明,该方法可提高电机故障诊断的准确率。     

缺陷对变频牵引电机定子绕组绝缘的影响

变频调速系统引起了牵引电机定子绕组匝间电压分布不均。针对变频牵引电机的绝缘结构,采用有限元方法,仿真了定子绕组的电场分布特性。仿真结果表明,定子绕组首匝承受的电场强度最大,且匝间绝缘含有气隙或金属时,会不同程度地增大场强,降低绝缘介质的起始放电电压。该结果为变频牵引电机定子绕组的绝缘设汁提供了理论依据。     

变频调速交流牵引电机绝缘电老化机理的研究

在变频电机绝缘技术研究成果基础上，以动车组变频牵引电机为研究对象，建立电缆和定子绕组高频等效电路模型，研究电机端过电压以及匝间电压分布特性；研制一套基于高压方波脉冲的绝缘老化试验系统，进行牵引电机绕组的绝缘寿命实验，依据介质损耗、局部放电等参量的变化，分析绝缘材料的破坏机理。     

提速机车牵引电机环火增多的原因及对策

1问题的提出 牵引电机是机车动力传递的关键部件,其运行状态是否良好直接影响机车功率的发挥.牵引电机的运用工况较为恶劣,在机车运行中,它不仅要承受强烈的机械振动,还要承受大幅度的电流变化及机车负载的变化.因此,牵引电机容易发生电机环火故障.环火发生时,电机发出巨大的响声和飞弧,轻则烧坏换向器的刷握,使换向器升高片和电枢绕组连接处的焊锡熔化,造成甩锡和电枢绕组匝间短路;重则将电枢绕组烧断、甩出,造成电机"扫膛"和换向器表面烧损等事故,其危害性极大.     

基于定子电流小波包分析的牵引电机轴承故障诊断

滚动轴承失效是机车牵引传动系统的主要故障源之一。轴承失效引起电机振动增加,导致定子电流发生调制。本文根据轴承失效对电机运行参数(振动、电流)的影响,将牵引电机轴承故障分为单点局部损伤和整体磨损。分析两种滚动轴承故障对振动和电机定子电流频谱的影响。定子电流分析可在不影响电机运行的情况下,检测电机的工作状况。小波包变换适应于处理瞬变、非平稳信号,用于电机定子分析能获得较高的频率分辨率,有效提取故障征兆。本文提出一种基于定子电流小波包分析的机车牵引电机轴承在线故障检测方法。HXD2型机车线路运行试验证明,该方法能有效诊断电机轴承早期故障。     

27.5kV所用变压器故障分析及保护研究

27.5 kV干式所用变压器在谐波电压作用下会发生匝间短路或层间短路故障,通过试验验证了匝间短路在短路绕组内产生较大幅度的匝间环流,反映到变压器整体绕组的电流则很小,高压熔断器对这种持续低电流故障不能起到有效的保护作用。因为匝间短路故障的发展伴随着高压绕组温度的显著提高,提出了所用变压器温度保护和熔断器保护相结合的保护方案,通过隔离负荷开关对变压器构成完善的保护。     

V/x型牵引变压器匝间短路识别方法研究

V/x型牵引变压器匝间短路是威胁重载货运专线牵引供电系统运行安全的重要因素,欲实现匝间故障的快速、准确识别,必须建立高效的模态特征提取方法。组合经验模态分解(EMD)和能量权重原理的多尺度能量熵识别方法,可从差动电流信号中准确提取牵引变压器匝间的动态特征信息。该方法首先对差动电流信号进行EMD分解,以获得若干固有模态函数(IMF)分量;然后计算差动电流信号和各个IMF分量的能量权重;最后构建基于能量权重的多尺度能量熵,并以熵值作为识别匝间短路的特征矢量。实验案例证明,该方法不仅能快速准确识别出变压器匝间短路,而且具有原理清晰、模式空间划分简单的优点。     

TD型电机电气质量检测仪

一、概述与用途牵引电机电气质量检测仪是用于对牵引电机电枢电气质量进行自动检测的一种装置。所谓电枢电气质量主要是指电枢主绝缘、片间或匝间绝缘及片间连接状况是否良好。本装置对电枢主绝缘的检测采用直流高压泄漏电流法,仪器使用时安全方便,读数不受电网电压波动的影响,且可对电机进行无损检测。片间或匝问绝缘检测是利用脉冲放电原理在匝间产生20～800V脉冲高压,以实现对匝间短路和匝间耐压的检测。仪器内装有峰值电压表和匝间短路故障指示灯,可迅速、准确地测定匝间绝缘状态和匝间短路故障的部位。当     

ZQDR—204型牵引电动机的开焊及处理

ZQDR—204型电机是东风_2型内燃机车的牵引电动机。目前,该牵引电机换向器升高片和电枢绕组端头的连接,全部采用锡焊。由于制造和修理中的工艺问题,电机在运用中因焊接不良而引起的故障较多。轻者电枢绕组缩头,换向器过热变色、换向恶化和开焊甩锡。重者升高片顶部或绕组匝间短路击穿、电枢接地,绑扎钢丝或无纬带崩裂,电枢绕组甩出以致刮坏定子绕组等等。这些事故直接威胁运用安全,影响运输任务的完成。实际上,焊接不良所引起的故障率是较高的,据我段74年统计,全年临修中落修牵引电机80台,     

考虑绕组间全电容参数的牵引变压器频率响应建模

短路故障是牵引供电系统最易遭受的故障之一,短路电流冲击极易导致牵引变压器绕组变形。频率响应分析法是目前诊断变压器绕组变形非常有效的方法之一,基于牵引变压器建立精准频率响应模型对绕组的故障诊断具有重大的参考意义。为此以一台QYS-R-(31500+25000)/220牵引变压器为研究对象,提出一种基于集总参数电路的考虑绕组间全电容参数的改进型频率响应模型,结合数值公式法和有限元法,计算得到模型相关参数,最后通过状态空间方程,仿真得到变压器频响曲线。通过与实测曲线的对比,验证了考虑绕组间全电容参数的改进型频率响应模型较传统模型准确度更高。     

牵引电机的主要故障及诊断方法综述

以牵引电机使用过程中发生的常见故障为研究对象,从电气和机械两方面分析了电机故障的原因,电机在实际使用过程中存在多重故障同时发生的情况,需要综合多种诊断方法,现介绍了基于电流分析法、小波分析和神经网络、Park矢量变换、扩展Park矢量变换等多种故障诊断方法,为电机故障诊断的研究提供指导。