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1、转子多断条笼型感应电动机建模及导条电流分析中文摘要笼型异步电动机是应用最为广泛的一种电动机，但转子断条故障是这类电机的一种较难避免而又不易检测的常见故障，对重要行业或部门系统的可靠运行影响极大。因此，深入研究笼型异步电机转子断条故障特征对预防故障发生与扩大，确保系统安全可靠运行具有重要意义。针对现有各种断条故障诊断技术难以直接获取故障情况下的转子导条电流的局限，本文采用综合矢量法建立了断条故障异步电动机数学模型，通过MATLAB软件对数学模型编程求解，得出了定子电流、转子导条电流，以及转矩、转速等相关数值。对转子一根、两根、三根、四根断条时的不同位置的故障情况进行数值分析，主要进行了以下几点研
2、究：一方面分析了断条根数对转子电流的影响，得出了用现有测试手段难以获取的转子导条电流分布规律。电机正常时转子导条电流是大小相等，空间对称的；当电机发生断条故障后，导条电流值的分布不再均匀，连续断条根数越多，导条电流的不对称性也增加。随着断条数增加，与断条相邻及相距一对极的导条的电流都明显增大。而无论断条数多少，导条电流空间分布都会按一对极周期的规律变化。另一方面研究了断条相对位置对转子电流及故障特征的影响，当断条相对位置为一对极距时，最大导条电流值达到相应断条数目的最高值；当相对位置满足对称条件且断条数多于两根时，导条电流的不对称性最小。如果多断条位置恰好满足磁势对称条件，电机将无故障特征显现
3、。最后研究了断条故障由单根演变为多根断条的发展趋势，进而预测再次断条的潜在位置。发现转子有多根断条时，断条会在相距一对极的位置上连续分布。关键词：异步电动机；转子断条；断条位置；数学模型；综合矢量；Modeling of squirrel cage induction motor with multi-broken rotor bars and analysis of bar currentAbstractCage induction motor is the most widely used as a motor, but the broken rotor bar fault is diff
4、icult to avoid such a motor and not readily detect common faults, major industry or sector for reliable operation of the system a great impact. Therefore, in-depth study of the cage induction motor broken rotor bars fault characteristics and expansion of the prevention of failure, to ensure the syst
5、em safe and reliable operation is important.For existing fault diagnosis of broken bars fault conditions is difficult to directly obtain the Rotor of the current limitations, this paper established an integrated vector method induction motor broken bars fault mathematical model, using MATLAB softwar
6、e to solve mathematical programming model, obtained stator current, rotor guide of current, and torque, speed and other related values. The rotor one, two, three, four broken bars fault at different locations to conduct numerical analysis, mainly for the following studies:Analysis of the broken bars
7、 of one hand the number of rotor currents, obtained with the existing test methods is difficult to obtain the derivative of the current distribution of the rotor. Electrical conductivity of the normal rotor current is the same size, space symmetry; when the motor broken bars fault occurs, the curren
8、t value of the distribution of lead is no longer uniform, the number of consecutive broken bars of the more lead the asymmetry of the current also increases. With the increasing number of broken bars and broken bars adjacent to and away from the derivative of a pair of polar currents are significant
9、ly increased. The number of how many articles without argument, the current spatial distribution of the guide will follow the law of a pair of polar-cycle changes.The other hand, studied the relative position of the rotor broken bars fault characteristics and the impact of current, when the relative
10、 position off a pair of polar distance, the maximum conductivity of the current value reaches the maximum number of broken bars corresponding value; when the relative position of the symmetry conditions and meet number of more than two broken bars, the guide of the asymmetry current minimum. If the
11、multi-location is just off of the magnetic potential to meet the symmetry condition, the motor will be no fault features appear.Finally, studies of the broken bars fault by the evolution of a single break of more than root development trend, and thus predict the potential location of broken bars aga
12、in. Found a number of root rotor broken bars, the bar will be broken away from the position of a pair of polar continuous distribution.Key words: induction motor, rotor-broken-bar, broken-bar position, mathematical model, synthetic vector目录摘要IAbstractII第1章 绪论- 1 -1.1 课题背景- 1 -1.2 本课题国内外的研究现状- 2 -1.2
13、.1 感应电机转子导条故障时特征频率的产生机理- 3 -1.2.2 转子断条的主要的检测方法- 5 -1.3 主要研究内容- 7 -第2章 无故障感应电机的数学建模- 9 -2.1 综合矢量的定义- 9 -2.2 数学模型中相关参数的说明- 11 -2.3 转子根导条时电机数学模型的建立- 12 -2.3.1 定转子磁链综合矢量方程- 12 -2.3.2 定转子电压综合矢量方程- 14 -2.3.3 数学模型- 15 -2.4 实例仿真结果- 19 -2.5 本章小结- 21 -第3章 感应电机转子多断条数学模型的建立- 22 -3.1 转子有一根断条时的数学建模与仿真- 22 -3.1.1
14、磁链综合矢量- 22 -3.1.2 定、转子电压综合矢量- 24 -3.1.3 数学模型- 26 -3.1.4 仿真结果- 28 -第4章 转子导条电流分析- 31 -4.1 正常电机转子导条电流的分布- 31 -4.2 断条根数对转子导条电流的影响- 32 -4.2.1 单根断条- 32 -4.2.2 连续多根断条- 33 -4.3 断条位置对转子导条电流的影响- 36 -4.3.1 两根断条的位置对转子电流的影响- 36 -4.3.2 三根断条的位置对转子电流的影响- 40 -4.3.3 四根及特殊位置断条- 42 -4.4 本章小结- 44 -第5章 转子断条故障演变分析- 45 -5.
15、1 转子断条发展过程- 45 -5.2 故障实例仿真分析- 45 -5.2.1 第二根断条为2号导条- 46 -5.2.2 第二根断条为13号导条- 47 -5.3 本章小结- 48 -结论- 49 -参考文献- 51 -致谢- 52 -个人简历- 53 -在学期间发表的学术论文- 54 -千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 本课题国内外的研究现状由于感应电机应用广泛，使用环境不尽相同，负载性质也各有所异，电机的故障时有发生。而其故障不仅会影响电机本身，也常常会对
16、其所驱动的负载产生较大的影响，例如生产线上的一台关键电机故障可能造成整个生产线停工或产生大量的废品。尤其是在一些重要的场合，如航天系统中、军工系统中，以及工农业生产的一些重要场合如煤矿的通风系统中保证这些电机的安全正常的运行具有非常重要的意义。感应电动机故障常有发生，归纳有以下各种故障，1、定子缺相运行，产生大电流，损坏定子绕组绝缘，或绝缘老化造成匝间、相间短路；2、转子铸铝工艺原因导致导条或端环产生气隙或杂质，造成转子电气不对称，机械强度下降；3、铜条转子由于虚焊、假焊等焊接不良，也会出现转子电气不对称；4、电机工作条件恶劣，处于频繁起动运行状态下，在数值很大的起动电流的频繁冲击下，运行一段时间后，可能出现断条、断环和脱焊等故障；5、
