【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机匝短故障的仿真与测试，尤其涉及一种电机匝短电流仿真及测试方法。
技术介绍
1、永磁同步电机在运行过程中存在反电势，当线圈出现匝短故障时，由于线圈匝短时电阻小，电机匝短电流瞬间达到几千安，会对电机的线圈造成损伤，甚至引起电机烧损。在轨道交通领域，由于车辆运行线路的限制，当永磁电机出现匝短损伤后，为防止匝短电流对电机的进一步损伤，只能原地等待救援或低速运行，影响行车秩序。
2、为了对实车运行过程中线圈匝短时电机的损伤程度进行评估，目前在牵引电机设计过程对，会采用对两匝线圈之间进行机械损伤直接短接的方案来模拟实际情况，但该方法会对电机线圈造成不可逆的损伤，且仅能模拟线圈匝短损伤的危害，无法对电机线圈的匝短电流及损伤机理进行理论评估；而且当两匝之间出现短接时，由于两匝线圈之间的电阻值相对较小，会引起短时环路大电流冲击，导致发热严重，线圈出现损伤。现有技术中也会通过在线圈端部使用簪子将线圈两匝间绝缘损伤或在线圈两匝之间楔入钉子或其他金属尖锐物，在物理上造成线圈匝短的现象，然后利用负载机将永磁同步电机进行反拖，随着转速上升观察线圈的损伤程度，从而对电机的匝短损伤进行评估。但是这种检测线圈匝短损伤的方法简单有限，会对电机造成不可逆的损伤；也无法检测线圈的匝短电流，对线圈匝短的损伤无法进行理论性支持；同时会发生试验过程不可控、容易造成电机冒烟起火及试验器件烧损等故障的情况，危险系数大。
3、因此目前在牵引电机设计过程亟需一种对线圈匝短电流仿真及试验的方法。
技术实现思路>
1、为克服现有检测线圈匝短损伤的方法，会对电机造成不可逆的损伤，无法检测线圈的匝短电流，试验过程不可控等技术缺陷，本专利技术提供了一种电机匝短电流仿真及测试方法。通过本专利技术所述方法能对线圈的匝短电流进行检测和分析。
2、本专利技术提供了一种电机匝短电流仿真及测试方法，包括以下步骤：
3、步骤一、根据电机的模型，仿真牵引电机在空载时各个转速下的反电势值，并计算电机单匝线圈的电抗值xr 和电阻值rr，最终推算出在空载时各个转速下的电机匝短电流的理论值；
4、步骤二、根据空载各个转速下的电机匝短电流的理论值，对试验外电路进行设计，所述试验外电路包括相串联的电机单匝线圈、连接单匝线圈的测试线以及外部电阻，另外所述试验外电路中并联电压表对电机单匝线圈的反电势进行测量，所述试验外电路中串联电流表对电路中的电流值进行测量；根据所述试验外电路构建试验装置，所述测试线选择与电机线圈材质相同的电磁线，且试验线的数量为两根分别连接至线圈首匝和线圈第二匝上，两根试验线与线圈分别焊接后进行包扎，然后两根试验线从机座的出线孔引出，外部电阻选择可调节电阻柜，将可调节电阻柜与两根试验线相连形成回路；
5、步骤三、基于步骤二构建的试验装置，利用电压表测量试验装置在不接入外部电阻时，电机在不同转速下的匝间电压，并将匝间电压与步骤一中仿真的反电势值进行对比；
6、步骤四、检测出测试线的电阻值为r线，再在试验装置中接入可调节电阻柜，可调节电阻柜的阻值为r外，将电机拖动至一定转速，分别记录不同转速下对应的电压值和电流值，通过电压值和电流值反推出电机单匝线圈的电抗值xr 和电阻值rr；
7、步骤五、根据电机单匝线圈的电抗值xr 、电阻值rr以及最大安全电流值，计算电机对应的最高安全转速阈值；
8、步骤六、去除试验装置中的可调电阻柜，拖动电机在不同转速下重复匝短电流试验，电机转速由100 r/min开始，每次增加100r/min，最大转速不超过步骤五计算出的最高安全转速阈值, 分别记录不同转速下对应的电压值和电流值，根据电压值和电流值制作电压电流曲线图，根据所述电压电流曲线图推算出最高反电势时的电流值。
9、本专利技术所述方法中，对试验外电路进行设计时引入了外接电阻，能有效避免两匝之间出现短接时，由于两匝线圈之间的电阻值相对较小，会引起环路大电流冲击，导致发热严重，线圈出现损伤的情况。而且本专利技术所述方法中引入测试线，由于测试线自身带有电阻，所以也能进一步防止线圈短接出现电流冲击。所述方法能够检测线圈的匝短电流，而且不会对电机自身线圈造成不可逆的损伤。
10、本专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术通过地面试验模拟车辆在不同转速下，电机发生匝短故障后切除供电的情况，能够检测车辆不同速度运行过程中电机单匝线圈内的环路电流值，因此通过环路电流值能对线圈匝短的损伤机理分析进行理论性支持；通过本专利技术所述方法能避免直接损害电机线圈，防止对电机造成不可逆的损伤；而且试验过程可控，能有效避免电机冒烟、起火及试验器件烧损等故障的发生，试验人员的安全有保障，提高整体试验的安全系数。
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1.一种电机匝短电流仿真及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种电机匝短电流仿真及测试方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，田林超，谢爱争，郭岚岚，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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