发电机三维气隙偏心与定转子绕组短路耦合故障的机电交叉特性分析及其诊断方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51307058
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0703.电机及其系统
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Besides the single failures, there are also coupling faults taking place in the generator, whose failure characters are different and meanwhile not equal to the superposition of the single faults. Therefore, it's significant to investigate the faulty characteristics of the high-frequency coupling failures so that people can identify the failures quickly. This project takes the 3D air-gap eccentricity and winding short circuit coupling faults as the study object, mainly studying in: 1) the radial and axial vibration characters of the stator and rotor under the coupling faults, 2) the fluctuation character of the electromagnetic torque, and 3) the character of the circulating current inside the parallel branch loop of the stator winding. The project expands the air-gap eccentricity from 2D to 3D, taking the radial eccentricity and the axial eccentricity into account at the same time. The feature of the project is to identify the coupling faults with the coupling failure characters, aiming at developing a different method for the coupling fault identification. The proposed project may offer more information and improve the current diagnosis technology. It can also provide a new though and reference for the diagnosis of the complex multy-affected failures.
除了单一性故障外,发电机在许多时候还会处于耦合故障状态。耦合故障的故障特征与单一故障有所不同,并不是构成耦合故障的所有单一故障所对应特征的简单叠加,这对耦合故障的识别与诊断带来了困难。对频率较高的耦合故障进行研究,探索其典型故障特性,从而为其快速识别提供依据意义重大。本课题拟对诱发频率极高的三维气隙偏心与定转子绕组匝间短路耦合故障进行研究,内容包括:1)耦合故障下定转子的径向与轴向振动特性;2)耦合故障下电磁转矩的波动特性;3)耦合故障下的定子并联支路环流特性。本课题将气隙偏心的范围从二维扩展到三维,综合考虑气隙的径向与轴向复合偏心,特色在于通过分析发电机的机电交叉故障特性来识别其机电交叉耦合故障,旨在摸索出一种有别于传统的耦合故障诊断方法,为发电机的运行和检修提供更多确切的信息,使得现有的诊断技术更加精确和完善,同时也为多种因素导致的复杂故障识别与监测提供一种新的思路与参考。

结项摘要

发电机长期高速工作在多场耦合应力情况下,随着时间的推移和机组的磨损老化,容易出现不同类别、不同程度的故障。其中一些故障具有耦合性质,对应的故障特征与单一故障有所不同,而且并不是构成该耦合故障的所有单一故障所对应特征的简单叠加,这给故障的识别与诊断带来了困难。本项目以诱发频率较高的气隙偏心(包括径向与轴向偏心)与定、转子绕组匝间短路耦合故障为研究对象,开展了以下内容研究:1)耦合故障下的定、转子振动特性和电磁转矩波动特性(即机械特性);2)耦合故障下的定子并联支路环流特性(即电气特性);3)耦合故障下发电机的外在标志性机电交叉组合故障特性与故障成分的映射关系。项目推导得到了气隙偏心、转子匝间短路、定子匝间短路三个故障成分对耦合故障下磁导与磁势的影响机理,建立了可同时表征气隙偏心类型、气隙偏心程度、绕组匝间短路程度与匝间短路位置的耦合故障模型,获得了故障下定、转子不平衡磁拉力、电磁转矩,以及并联支路电势差的通用解析表达式,总结得到了气隙偏心与定转子绕组匝间短路单故障与耦合故障下的发电机机电交叉组合故障特性,摸索出了一种基于外在机电交叉特性的发电机内部交叉耦合故障识别方法,丰富了发电机故障监测与识别的理论支撑与判据体系,为多种因素导致的复杂故障识别提供了一种新的思路与参考。项目发表了与核心研究内容相关的SCI论文10篇,EI期刊论文6篇,EI会议论文3篇,核心论文3篇,申请发明专利4项,参与国际会议交流研讨6人次,国内会议交流3人次,基本达到预期目标。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
基于向量双阶谱能量的转子碰摩故障特征提取研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    International Journal of Acoustics and Vibration
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Chao, Zhang
  • 通讯作者:
    Chao, Zhang
基于正弦结构元素的自适应Top-Hat变换及发电机特征振动信号增强检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐贵基;刘会兰;邓飞跃;万书亭
  • 通讯作者:
    万书亭
气隙静偏心与定子匝间短路耦合故障对转子振动特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Ke, Meng-Qiang;Wang, Fa-Lin;Tang, Gui-Ji;Wan, Shu-Ting
  • 通讯作者:
    Wan, Shu-Ting
汽轮发电机气隙静态偏心故障的联合电磁特性及其在线诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Electrical Engineering & Technology
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Tang, Gui-Ji;Ke, Meng-Qiang;He, Yu-Ling;Wang, Fa-Lin
  • 通讯作者:
    Wang, Fa-Lin
气隙偏心故障下内功角对于发电机转子振动特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Wan, Shuting;He, Yuling;Zhan, Changgeng
  • 通讯作者:
    Zhan, Changgeng

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其他文献

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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁兴华;何玉灵;刘漫雨;王慧;万书亭;Gaurang Vakil
  • 通讯作者:
    Gaurang Vakil
支路不对称发电机故障下定子电磁力仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电机与控制学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    万书亭;彭勃;何玉灵
  • 通讯作者:
    何玉灵
磁热固耦合作用下的同步发电机转子铁芯损耗及温升特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何玉灵;武钰;王烁;张超;白洁
  • 通讯作者:
    白洁
Investigation on Rotor Vibration Characteristics of Turbo-generator under Air Gap Eccentricity and Rotor Short Circuit Composite Faults
气隙偏心和转子短路复合故障下汽轮发电机转子振动特性研究
  • DOI:
    10.29979/jcsme.201104.0008
  • 发表时间:
    2011-04
  • 期刊:
    Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Transactions of the Chinese Institute of Engineers, Series C/chung-kuo Chi Hsueh Kung Ch'eng Hsuebo Pao
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    万书亭;何玉灵;唐贵基
  • 通讯作者:
    唐贵基

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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