【精彩论文】多相无刷励磁机旋转二极管开路故障在线检测方法

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摘要：针对多相无刷励磁机旋转二极管开路故障不易检测的问题，以39相11对极无刷励磁机为例，从无刷励磁机正常运行和单管开路故障时的电枢电流特性入手，首先，分析了2种状态下电枢磁场的变化规律，根据励磁机的结构特点及电磁耦合关系，提出在励磁机内定子的任意磁极上安装一个磁场检测线圈用以检测旋转二极管开路故障。其次，结合无刷励磁机空间磁场的谐波特征，推导出检测线圈的磁通表达式，进而得到检测线圈的感应电压，发现二极管开路故障会引起感应电压中特定频率谐波幅值变化。最后，通过有限元仿真，证明该检测线圈法可以有效识别出旋转二极管开路故障，且不影响无刷励磁机正常运行。
结论：本文以Alstom外转子式39相无刷励磁机为研究对象，分析了旋转二极管开路故障后电枢磁场的变化，提出了一种定子磁极探测线圈的故障检测法，得到如下结论。

1）当无刷励磁机旋转整流器单个二极管故障时，相邻2相的磁动势重合，电枢电流导通时间发生变化。

2）当无刷励磁机正常运行时，电枢电流合成磁场相对励磁磁场以同步速旋转，在定子磁极中感应出mi/P次谐波（39i×25 Hz）。

3）磁极检测线圈两端感应电压中包含的特征谐波受电枢磁场影响。当无刷励磁机旋转整流二极管发生故障时，检测线圈的感应电压中将出现1/P 的整数倍特征谐波（本例中为25 i Hz），可将其作为外转子式多相无刷励磁机单个二极管开路故障的判据。

引文信息

武玉才, 孙淑琼. 多相无刷励磁机旋转二极管开路故障在线检测方法[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 99-108.WU Yucai, SUN Shuqiong. Online detection method of open circuit fault of rotating diode in multi-phase brushless exciter[J]. Electric Power, 2023, 56(8): 99-108.

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编辑：于静茹

校对：王文诗

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