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。