文档名：轴径向静态偏心故障下外转子永磁发电机电磁转矩特性分析
摘要：对外转子永磁发电机轴径向静态偏心故障下的电磁转矩特性进行了理论解析、仿真计算和实验验证.首先,在考虑齿槽效应影响条件下,引入磁导修正系数ε(θ),推导出轴径向静态偏心前后气隙磁密表达式,并考虑绕组分布情况,构建一种新型的永磁发电机轴径向静态偏心故障下相电流数学模型,在此基础上得到轴径向偏心下电磁转矩解析表达式.其次,通过有限元仿真计算得到外转子永磁发电机轴径向静态偏心下的电磁转矩波动特性.最后,在一台外转子永磁发电机上通过故障模拟实验实例印证了解析分析和仿真计算结果.结果表明:相较于正常情况,径向偏心时,电磁转矩以直流、二倍频、四倍频成分为主,随着偏心程度的加剧,电磁转矩的直流、二倍频、四倍频成分幅值将随着增大;轴向偏心时,电磁转矩谐波成分不变,随着偏心程度的加剧,各谐波成分幅值将随着减小.对外转子永磁发电机气隙偏心故障分析的一个重要补充,对此类问题的现场检测和鉴定具有参考价值.
Abstract：Theelectromagnetictorquecharacteristicsofexternalrotorpermanentmagnetgeneratorunderaxialradialstaticeccentricityfaultwereanalyzedtheoretically,simulatedandverifiedexperimentally.Firstly,theexpressionofair-gapmagneticdensitybeforeandafteraxialradialstaticeccentricitywasde-rivedbyintroducingthemagneticpermeabilitycorrectioncoefficientε(θ),andthewindingdistributionwasconsidered,anewmathematicalmodelofthree-dimensionalphasecurrentofpermanentmagnetgen-eratorwithair-gapeccentricityfaultwaspresented,andtheanalyticalexpressionofelectromagnetictorqueunderradialstaticeccentricityfaultwasobtained.Secondly,theelectromagnetictorqueripplecharacteristicsofexternalrotorpermanentmagnetgeneratorunderaxialradialstaticeccentricitywereob-tainedbyfiniteelementmethod(FEM).Finally,theanalyticalanalysisandsimulationresultswereveri-fiedbyafaultsimulationexperimentonanexternalrotorpermanentmagnetgenerator.Theresultsshowthatwhentherotorisradialeccentric,theelectromagnetictorqueismainlycomposedofDCcomponent,the2ndharmoniccomponentandthe4thharmoniccomponent,andwiththeincreaseofeccentricity,theamplitudeofDCcomponent,the2ndharmoniccomponentandthe4thharmoniccomponentwillincrease.Whentherotorisaxiallyeccentric,theharmoniccomponentsoftheelectromagnetictorquewillnotchange,andwiththeincreaseofthedegreeofeccentricity,theamplitudeofeachharmoniccomponentofelectromagnetictorquewilldecrease.Itisanimportantsupplementtotheanalysisofair-gapeccentricityfaultofexternalrotorpermanentmagnetgenerator.
作者：何玉灵 王世云 孙凯 蒋梦雅 慈铁军 何敏 张娜 Author：HEYuling WANGShiyun SUNKai JIANGMengya CITiejun HEMin ZHANGNa
作者单位：华北电力大学机械工程系,河北保定071003石药集团中诺药业有限公司,河北石家庄050000
刊名：电机与控制学报
Journal：ElectricMachinesandControl
年，卷(期)：2024, 28(1)
分类号：TM313
关键词：外转子永磁发电机 轴径向静态偏心 气隙磁密 相电流 电磁转矩 故障诊断
Keywords：externalrotorpermanentmagnetgenerator axialradialstaticeccentricity airgapmagneticdensity phasecurrent electromagnetictorque faultdiagnosis
机标分类号：TM351TK83TP24
在线出版日期：2024年3月5日
基金项目：国家自然科学基金，苏州市社会发展科技创新资助项目轴径向静态偏心故障下外转子永磁发电机电磁转矩特性分析[
期刊论文] 电机与控制学报--2024, 28(1)何玉灵 王世云 孙凯 蒋梦雅 慈铁军 何敏 张娜对外转子永磁发电机轴径向静态偏心故障下的电磁转矩特性进行了理论解析、仿真计算和实验验证.首先,在考虑齿槽效应影响条件下,引入磁导修正系数ε(θ),推导出轴径向静态偏心前后气隙磁密表达式,并考虑绕组分布情况,构建一...参考文献和引证文献
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