[发明专利]交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的故障建模仿真方法

权利要求书

1.交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的故障建模仿真方法，通过建立异步牵引电机定子绕组匝间短路故障模型进行异步牵引电机定子绕组匝间短路故障仿真，包括以下步骤：

（1）确定并计算异步牵引电机定子短路绕组系数μ、参数σ、参数ζ、以及参数矩阵N：

μ=sa2/(sa1+sa2)]]>

σ=LsLr-LmLm]]>

ζ=Lls+23μLm-23μLs]]>

N=Lrσ+23μ1ζ0-Lmσ0-231ζ0Lrσ0-Lmσ0-Lmσ0Lsσ000-Lmσ0Lsσ01ζ000-1μ1ζ]]>

其中，sa₂为交流异步牵引电机单相定子绕组短路绕组匝数，sa₁为交流异步牵引电机单相定子绕组正常绕组匝数，L_s为交流异步牵引电机定子电感参数，L_r为交流异步牵引电机转子电感参数，L_m为交流异步牵引电机定转子互感参数，L_ls为交流异步牵引电机定子漏感参数;

（2）建立基于两相静止坐标系的交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的状态方程，并进行求解，计算异步牵引电机状态变量ψ_sα、ψ_sβ、ψ_rα、ψ_rβ、ψ_sα2：

pψsαψsβψrαψrβψsa2=-RsN2+23μRsN5-RsN1-RrN3-ωr[00010]-RrN4+ωr[00100]-μRsN2+(μRs+Rf)N5ψsαψsβψrαψrβψsa2+usαusβ000]]>

其中，p为微分算子，ψ_sα为交流异步牵引电机定子磁链在两相静止坐标系α轴上的分量，ψ_sβ为交流异步牵引电机定子磁链在两相静止坐标系β轴上的分量，ψ_rα为交流异步牵引电机转子磁链在两相静止坐标系α轴上的分量，ψ_rβ为交流异步牵引电机转子磁链在两相静止坐标系β轴上的分量，ψ_sα2为交流异步牵引电机定子短路绕组磁链在两相静止坐标系α轴上的分量，N_n为参数矩阵N中的第n行，R_s为交流异步牵引电机定子电阻参数，R_r为交流异步牵引电机转子电阻参数，R_f为交流异步牵引电机定子绕组短路电阻，u_sα为交流异步牵引电机输入电压在两相静止坐标系α轴上的分量，u_sβ为交流异步牵引电机输入电压在两相静止坐标系β轴上的分量；

（3）根据异步牵引电机状态变量值计算当前时刻交流异步牵引电机输出电流i_sα、i_sβ、i_rα、i_rβ，交流异步牵引电机定子绕组短路电流i_f，交流异步牵引电机输出电磁转矩T_e以及转速值ω_r；

isαisβirαirβif=Lrσ+23μ1ζ0-Lmσ0-231ζ0Lrσ0-Lmσ0-Lmσ0Lsσ000-Lmσ0Lsσ01ζ000-1μ1ζψsαψsβψrαψrβψsa2]]>

Te=32npLm(isβirα-isαirβ)-npμLmifirαdωrdt=npJ(Te-TL)]]>

其中，i_sα为交流异步牵引电机定子电流在两相静止坐标系α轴上的分量，i_sβ为交流异步牵引电机定子电流在两相静止坐标系β轴上的分量，i_rα为交流异步牵引电机转子电流在两相静止坐标系α轴上的分量，i_rβ为交流异步牵引电机转子电流在两相静止坐标系β轴上的分量，n_p为交流异步牵引电机极对数参数，J为交流异步牵引电机转动惯量参数，T_L为交流异步牵引电机负载转矩参数;

（4）将（3）所得计算数值输出至后续处理设备。

2.根据权利要求1所述之交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的故障建模仿真方法，其特征在于，所述后续处理设备包括作为实时反馈控制的后续控制器和作为中间计算结果表达的显示装置。