[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

说明书

技术领域

本发明属于交流异步牵引电机建模仿真技术领域，涉及一种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。

背景技术

现实生活中，交流异步牵引电机在运行过程中会产生一定的故障，主要包括：定子绕组故障、转子断条或端环断裂、气隙偏心、轴承故障等，其中定子绕组故障是导致交流异步牵引电机失效的主要原因之一。

交流异步牵引电机定子绕组故障可分为匝间短路、相间短路及接地短路等故障，其中以匝间短路最为常见，并能以此引发其他故障，从而造成牵引电机不可逆的损害。如何及时准确诊断出异步牵引电机匝间短路故障并采取相应措施以保证异步牵引电机及系统的安全运行，这一问题越来越被世人重视。

针对交流异步牵引电机定子绕组匝间短路故障的研究多采用仿真和试验相结合的方式，但目前为止，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或是基于有限元的方式完成，或是基于简单的频谱叠加的方式完成。基于有限元的方式进行交流异步牵引电机定子绕组匝间短路故障仿真能细致的模拟交流异步牵引电机定子绕组匝间短路现象，但实现起来非常复杂；基于简单的频谱叠加的方式进行交流异步牵引电机定子绕组匝间短路故障仿真虽然实现起来简单，但是仅仅是频谱的叠加并未考虑短路绕组间磁路耦合，不能完全反映出异步牵引电机的运行状态。因此，建立简单的容易计算机实现并且能够反映交流异步牵引电机运行状况的交流异步牵引电机定子绕组匝间短路故障的建模仿真方法非常有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用离线仿真以及在线实时仿真系统的，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，通过该方法建立的基于两相静止坐标系下交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的数学模型，能完成交流异步牵引电机定子绕组匝间短路的故障仿真，弥补了现有仿真模型中或复杂不易实现或过于简单无法充分反映现实的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明的具体技术手段如下：

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]]>