分数槽永磁电机定子绕组双相短路电磁场与温度场分析

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1、研究与设计}E帐迫弗乙与柱芾J应用2015，42(10)分数槽永磁电机定子绕组双相短路电磁场与温度场分析水孔汉’’’，刘景林’(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710072；2．郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州450002)摘要：定子绕组短路故障是永磁电机电气故障的主要组成部分。以一台14kW分数槽永磁节能电机为例，基于时步有限元计算方法，对永磁电机电磁场进行了分析计算，研究了分数槽永磁电机两相绕组相邻线圈短路对电机电磁场的影响。通过对电机内电磁场的变化，分析了线圈短路对电机输出性能、运行参数的变化规律。进一步对比分析了相邻线圈不同位置短路对电机运行状态的影

2、响，并给出了引起电机运行状态改变的机理。最后，结合电机温度场的计算分析，给出了分数槽永磁电机两相绕组相邻线圈短路对电机温度分布的影响，所得出的结论对永磁电机故障分析与诊断具有重要意义。关键词：永磁伺服电机；定子绕组故障；电磁场；温度场中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1673-6540(2015)10-0028-07AnalysisofElectromagneticFieldandTemperatureFieldofDoublePhaseShortCircuitofPermanentMagnetServoMotorwithFractiona1．SlotWin

3、dingKONGHart，一．Jinglin(1．SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China；2．CollegeofElectricalInformationEngineering，ZhengzhouUniversityofLightIndustry，Zhengzhou450002，China)Abstract：Thestatorwindingfaultisthemainpartofelectricalfaultofpermanentmagnetservomotor(P

4、MSM)．Takinga14kWPMSMasanexample，theelectromagneticfieldofPMSMwascalculatedbasedonthetime—steppingfiniteelementmethod，thentheinfluenceofelectromagneticfieldofdoublephaseshortcircuitofPMSMwithfractional—slotwindingwasstudied．ThevariationsoftheoutputperformanceandoperationparameterofPMSMond

5、oublephaseshortcircuitwereanalyzedbystudyingthechangingoftheelectromagneticfield．Inaddition，thedifferentlocationoftheadjacentcoilshortcircuitwasfurtheranalyzedandthevariationmechanismofPMSMrunningstatewaspresented．Finally，theinfluenceofthetemperaturedistributionofPMSMwiththeadjacentcoils

6、hortcircuitwasdiscoveredcombiningwiththecalculationofthetemperaturefield．TheobtainedconclusionwasofsignificanceontheanalysisanddiagnosisofthePMSMfault．Keywords：permanentmagnetservomotor；s~torwindingfault；electromagneticfield；temperaturefieldo引言三交Eli通。运永磁电机由于体积小、效率高、功率密度大、而电机运行在不同环境中可能出现各

7、种不同的故基金项目：河南省基础与前沿技术研究(112300410146)通讯作者：孔汉一28—研究与设计EMCA电札与控制应闭2015，42(10)能变化的关键因素，揭示电机绕组短路对电机影表2永磁伺服电机计算结果与测试数据对比响的机理。2．1定子绕组故障对电机空载感应电势的影响由于永磁电机出现双相短路时，虽然永磁体励磁磁场没有发生改变，但是直接引起了电机感应电势不均匀。感应电势是永磁电机设计过程中需要考虑的重要参数，同时也是电机运行过程中衡量电机性能的重要指标。永磁电机的电磁转矩、最大转矩、运行功角、过载能力均与感应电势2永磁电机短路故