【正文】 的情況下，分析了斷條根數(shù)對轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流的影響，發(fā)現(xiàn)隨著斷條數(shù)增加，與斷條相鄰及相距一對極的導(dǎo)條的峰值電流都明顯增大，此外，無論斷條數(shù)多少，導(dǎo)條電流空間分布仍按一對極周期的規(guī)律變化。最后分析了斷條的相對位置對轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流以及反映到定子側(cè)的故障特征量的影響，并對故障特征最小時斷條的特殊位置做出了說明，即對于3根及以上斷條數(shù)，只要相互間距滿足的電角度的對稱條件，為斷條數(shù)，則轉(zhuǎn)子磁勢為圓形并且各導(dǎo)條電流大小一致。第5章 轉(zhuǎn)子斷條故障演變分析 轉(zhuǎn)子斷條發(fā)展過程在冷卻效果較差時，啟動電流產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力較大，當(dāng)重載和頻繁啟動情況下，籠條與端環(huán)焊接處是經(jīng)常繁盛開焊和斷裂的部位?；\型繞組斷條的發(fā)生和發(fā)展過程如下，在即將斷裂的部位經(jīng)常出現(xiàn)過熱、很高的熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力；達(dá)到 疲勞極限時籠條斷裂，并產(chǎn)生電??；在繼續(xù)啟動時，相鄰的籠條流過更大的電流，并承受更大的機(jī)械應(yīng)力；造成更多籠條斷裂，故障更加擴(kuò)大，產(chǎn)生較大的單邊磁拉力、是電機(jī)產(chǎn)生振動、噪聲、定子電流擺動和溫升增加、轉(zhuǎn)速波動。由上一章的分析可知，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生斷條故障時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流也就不再對稱，每根導(dǎo)條上電流也變得大小不一，有的導(dǎo)條電流大于正常電流，有的導(dǎo)條電流小于正常電流。流過電流較大的導(dǎo)條的發(fā)熱量也就比正常時要多，在電磁力和熱應(yīng)力的雙重作用下，這些導(dǎo)條極有可能誘發(fā)斷裂而使故障擴(kuò)大。因此本章我們就認(rèn)為在斷條故障的發(fā)展過程中，流過電流最大的那根導(dǎo)條為下一根斷裂的導(dǎo)條。用這個判定依據(jù)，通過分析斷條故障時導(dǎo)條電流的分布情況，判斷出流過最大電流的導(dǎo)條的位置，就可以推得轉(zhuǎn)子斷條故障的發(fā)展過程及演變的趨勢。 故障實(shí)例仿真分析為了更直觀的分析出轉(zhuǎn)子斷條故障的發(fā)展過程，本節(jié)以有22根導(dǎo)條的Y804電機(jī)為例，在求解數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，來分析轉(zhuǎn)子從1根斷條至4根斷條的發(fā)展過程。為了表示方便，在此將轉(zhuǎn)子導(dǎo)條按照1至22進(jìn)行編號。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生一根斷條時，假設(shè)1號導(dǎo)條斷裂，即，第根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流的最大值分布情況如表51所示。表51 時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A107131928142039152141016225111761218由表51看出，當(dāng)1號導(dǎo)條斷裂后，2號導(dǎo)條和與2號導(dǎo)條相距一對極的13號導(dǎo)條電流最大。按照上一小節(jié)所述，我們認(rèn)為電流最大的導(dǎo)條發(fā)生斷條的可能性是最大的。因此，第二根斷條就有可能是2號導(dǎo)條或13號導(dǎo)條。 第二根斷條為2號導(dǎo)條下面先討論第一種情況即，第二根斷條為2號導(dǎo)條時的情況。2號導(dǎo)條斷裂后，斷條為兩根，即1號和2號連續(xù)斷條，這種情況下，由仿真得出的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流值如表52所示。表52 ，時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A1071319208142039152141016225111761218分析表52中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)斷條為1號二號導(dǎo)條時，13號導(dǎo)條流過的電流最大。因此，將13號導(dǎo)條做為下一根斷裂的導(dǎo)條，即第三根斷條，此時三根斷條分別為13，，即計(jì)算得到的電流值如表53所示。表53 ，時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A10713019208142039152141016225111761218由表53可以看出，當(dāng)13號導(dǎo)條斷裂后，3號導(dǎo)條與14號導(dǎo)條的電流值最大。若3號導(dǎo)條為第四根斷條，即，，得出的導(dǎo)條電流值如表54所示。 表54 ，，時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A107130192081420309152141016225111761218由表54可知，因此，它最有可能是第五根斷裂的導(dǎo)條。若14號導(dǎo)條為第四根斷條，即，，得出的導(dǎo)條電流值如表55所示，由表中數(shù)據(jù)可知，因此，在這種情況下，它最有可能是第五根斷裂的導(dǎo)條。 表55 ，，時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A107130192081402039152141016225111761218 第二根斷條為13號導(dǎo)條以上討論的是第二根斷條為2號導(dǎo)條時的情況，當(dāng)13號導(dǎo)條為第二根斷條時，轉(zhuǎn)子電流數(shù)據(jù)如表56所示。由表中數(shù)據(jù)可知，2號導(dǎo)條的電流最大。將其做為下一根斷裂的導(dǎo)條，則其斷裂時，轉(zhuǎn)子的三根根斷條為，，這與前面所討論的三根斷條時，的情況是一樣的，后面斷條的發(fā)展過程也是相同的，在此不再重復(fù)討論。表56 ，時的轉(zhuǎn)子電流/A/A/A/A1071301928142039152141016225111761218 由以上敘述，可以畫出轉(zhuǎn)子由一根斷條發(fā)展至五根斷條的樹狀圖，如圖51所示，圖中的數(shù)字表示斷條的序號。由圖中可以看出，1號導(dǎo)條斷裂后，第二根和第三根導(dǎo)條有可能是2號導(dǎo)條或13號導(dǎo)條；故障進(jìn)一步發(fā)展，3號導(dǎo)條和14號導(dǎo)條將會是第四根或第五根斷裂的導(dǎo)條；最后電機(jī)的五根斷條為第114號導(dǎo)條。因此，當(dāng)發(fā)生斷條后，與斷條相鄰的導(dǎo)條，以及與其相鄰導(dǎo)條相距一對極的導(dǎo)條斷裂的危險最大，并且當(dāng)故障發(fā)展到一定程度后，很容易在這兩個位置形成連續(xù)斷條。圖51 斷條發(fā)展過程 本章小結(jié)本章通過分析發(fā)生故障時，轉(zhuǎn)子每根導(dǎo)條電流的大小，根據(jù)在故障狀態(tài)下，流過電流越大，導(dǎo)條越容易斷裂的原則，來推導(dǎo)轉(zhuǎn)子斷條故障發(fā)展的過程。通過對一臺22根導(dǎo)條三相電機(jī)的仿真發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子有多根斷條時，斷條會在相距一對極的位置上連續(xù)分布。結(jié)論本文從三相籠型感應(yīng)電動機(jī)在ABC坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，首先用綜合矢量的方法建立了轉(zhuǎn)子正常時，轉(zhuǎn)子有N根導(dǎo)條的感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。然后在正常電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析了轉(zhuǎn)子發(fā)生斷條故障對定、轉(zhuǎn)子磁鏈的影響；由磁鏈方程出發(fā)，用綜合矢量的方法依次對轉(zhuǎn)子有一根、兩根、三根、四根斷條的籠型感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并且在MATLAB中對故障電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了編程求解，將所得到的曲線與數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者是吻合的，從而證明所建立的數(shù)學(xué)模型是有效可行的。在所得到的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過改變數(shù)學(xué)模型中的參數(shù)，對轉(zhuǎn)子處于不同狀態(tài)下的一臺型號為Y804的電動機(jī)機(jī)進(jìn)行了仿真分析。一方面，分析了斷條根數(shù)對轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流的影響；另一方面，分析了斷條分布的位置對轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流以及反映到定子側(cè)的故障特征量的影響，并對斷條分布的特殊位置做出了說明；最后通過對發(fā)生斷條故障時轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流的分析，推演出了轉(zhuǎn)子斷條故障發(fā)展的過程，同時得知了斷條分布的位置情況。主要得出了以下結(jié)論： 得出了用現(xiàn)有測試手段難以獲取的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流分布規(guī)律。電機(jī)正常時轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流是大小相等，空間對稱的；當(dāng)電機(jī)發(fā)生斷條故障后，轉(zhuǎn)子電流不再對稱，導(dǎo)條電流值得分布不再均勻，連續(xù)斷條根數(shù)越多，導(dǎo)條電流的不對稱性也增加。 隨著斷條數(shù)增加，與斷條相鄰及相距一對極的導(dǎo)條的電流都明顯增大，而后者還要高于前者。此外，無論斷條數(shù)多少，導(dǎo)條電流空間分布都會按一對極周期的規(guī)律變化。 轉(zhuǎn)子電流的不對稱性也與斷條位置密切相關(guān)，斷條發(fā)生的位置不同，對轉(zhuǎn)子電流的影響也不同。當(dāng)斷條相對位置為一對極距時，最大導(dǎo)條電流值達(dá)到相應(yīng)斷條數(shù)目的最高值；當(dāng)相對位置滿足對稱條件且斷條數(shù)多于兩根時，導(dǎo)條電流的不對稱性最小。 基于故障特征隨斷條位置而變的事實(shí)，不宜把故障特征的大小作為故障嚴(yán)重程度的判據(jù)，如果多斷條位置恰好滿足磁勢對稱條件，電機(jī)將無故障特征顯現(xiàn)。故障特征是轉(zhuǎn)子磁勢不對稱的反映，其大小不僅與斷條數(shù)還與位置密切相關(guān)。對于2根斷條，如果相距電角，轉(zhuǎn)子磁勢為圓形，故障特征最小；對于3根及以上斷條，相應(yīng)位置條件為：相互間距電角(為斷條數(shù))。 當(dāng)發(fā)生斷條后，與斷條相鄰的導(dǎo)條，以及與其相鄰導(dǎo)條相距一對極的導(dǎo)條斷裂的危險最大，并且當(dāng)故障發(fā)展到一定程度后，很容易在這兩個位置形成連續(xù)斷條。盡管本文運(yùn)用綜合矢量的方法建立了感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障時的數(shù)學(xué)模型模型，能夠有效的仿真出轉(zhuǎn)子一根至四根斷條時的運(yùn)行狀態(tài)。但是鑒于感應(yīng)電機(jī)本身電磁關(guān)系和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性，以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，為使本研究更加完善，應(yīng)從以下幾個方面考慮： 在電機(jī)的數(shù)學(xué)建模時，本文是將每段端環(huán)阻抗折算到導(dǎo)條中的，然后認(rèn)為轉(zhuǎn)子每根導(dǎo)條的電阻相同，則無論斷條與否，每個轉(zhuǎn)子回路中的阻抗都是兩根導(dǎo)條的阻抗之和。當(dāng)電機(jī)無故障時，這樣做是準(zhǔn)確的，此時轉(zhuǎn)子回路由兩根導(dǎo)條與兩端各一根導(dǎo)條組成；但當(dāng)斷條之后，轉(zhuǎn)子回路中的端環(huán)長度就會增加，阻抗也就增加了。為了解決這一問題，數(shù)學(xué)建模時可以將轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻和端環(huán)電阻分開考慮，當(dāng)然這樣也會使數(shù)學(xué)模型變得更加復(fù)雜。且本文的數(shù)學(xué)模型只適用于轉(zhuǎn)子最多四根斷條的情況，可進(jìn)一步拓展其通用性，使其適用于更多斷條的電機(jī)。 在討論三根和四根斷條相對位置對導(dǎo)條電流分布以及故障特征量的影響時，由于存在的組合較多，本文只討論的其中幾種典型的情況，為使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加完備，可進(jìn)一步分析其他斷條位置情況下的導(dǎo)條電流和故障特征量。 本文的結(jié)論是在數(shù)值計(jì)算和理論分析的基礎(chǔ)上所得到的，還需要在實(shí)際生產(chǎn)中積累大量的數(shù)據(jù)去進(jìn)一步的驗(yàn)證；，用同樣的方法也可對其他型號的籠型三相感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行研究。參考文獻(xiàn)1 ,1992:25422 J. R. McDonnell, D. Wagen. Evolving Recurrent Perceptions for TimeSeries Modeling. IEEE Trans. on Neural Networks. 1994, 5(1): 24383 X. Yao. Evolutionary Artifitial Neural Networks. J. of Neural Systems. 1933,(4): 2032224 . 1992:8135 S. Niwa, M. Suzuki and K. Kimura. Electrical Shock Absorber for Docking System in Space. IEEE International Workshop on Intelligent Motion Control, Bogazici University, Istenbul. 1990: 8258306 吳葳,1997:7580致謝本課題是在導(dǎo)師XXX教授親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，XXXXXX借此機(jī)會謹(jǐn)向尊敬的XX老師致以最衷心的感謝!感謝論文中參考的參考文獻(xiàn)的作者..............................................。特別感謝.......................................................................！在求學(xué)期間，........................................................！個人簡歷在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文