永磁同步电动机永磁体故障下电磁振动特性研究

摘要

针对永磁同步电动机永磁体缺失对电磁振动的影响，分析了永磁同步电动机永磁体、绕组电流基波和绕组电流谐波共同作用下的磁动势分布情况，建立了电机永磁体缺失下的径向电磁力解析分析模型，分析了电机正常状态和永磁体缺失故障下的电磁力特性。搭建了电机永磁体缺失故障时电机本体和变参数矢量控制的联合仿真模型，分别仿真验证了永磁同步电机无故障和故障时三相电流和径向电磁力的特性变化。结果表明：故障状态下电机定子绕组电流基波幅值大于无故障时的基波幅值，两种状态下绕组电流的频率成分相同；正常状态下电机的径向电磁力阶次主要为电机极数2p的整数倍，故障下电机会附加产生低阶的径向电磁力；正常状态下径向电磁力的主要频率为电源频率f₁的偶数倍，电机发生永磁体缺失故障后原有阶次的电磁力频率成分不会发生变化，故障状态下新出现的阶次为r_l的低阶电磁力的主要频率成分为（2k±r₁/p）f₁,k=0,1,2,3,…。

关键词

永磁体故障 / 径向电磁力 / 电流谐波 / 矢量控制 / 有限元分析

基金资助

山东省自然科学基金资助项目(ZR2020ME194;ZR2018BEE031)