永磁同步电机故障分析电机作为工业驱动的主动力，消耗了总电力的70%。感应电机价格低廉，维护简单，不需要换向，成本低因此得到了大小工业的亲睐。我国是稀土大国，稀土资源占全球的80%。近年以来，由于稀土材料的发展及电机工艺的进步，永磁电机得到了迅速发展。永磁同步电机转子由永磁体励磁，减小了励磁损耗，功率因数可以达到1左右，因此永磁电机的效率高，比相同的感应电机要高20%。因此，对永磁同步电机的故障诊断与分析有很深的意义。永磁同步电机在运行的过程中需要特定的变频器与控制器来供给输出，本文只分析电机本体部分的故障产生原因，不考虑控制器部分。永磁电机组成部分复杂，包括电路部分，磁路部分，绝缘部分。并且一些小的故障不易检测，隐蔽性强。不同的故障点所引起的故障表现相同，电机温度变化会引起电机饱和等特性，所以电机故障检测与诊断来说很复杂。一、定子绕组故障1、定子绕组短路故障电机绕组在下线的过程中很容易造成绕线绝缘层的破损，另外电机设计不合理可能引起电机局部温升过高，引起绝缘老化造成短路现象的发生。定子绕组匝间短路的现象是局部温度高，相电流不在对称，转矩降低。正常运行的电机，定子三相绕组电感及电阻互感对称，由于匝间短路，电机自感互感非对称。而电机通三相对称电压时引起绕组电流不对称。因此可以通过检测运行时永磁同步电动机的三相电流的相位差来检测绕组短路故障。位置检测故障永磁同步电机在加速运行时需要位置传感器检测转子位置来给定电流。常用的位置传感器有光电编码器，旋转变压器，无位置检测等。旋转变压器的解码算法复杂。无位置传感器需要检测反电势过零点位置，低速及零速时检测困难。光电式编码器成本较低使用方便。本文分析光电式编码器故障检测方法。光电式编码器检测电机位置的原理是，光电编码盘上有能透光的孔，电机转轴转一周对应固定的脉冲数，因此，检测脉冲个数可以计算到电机转子的位置。光电编码盘上还有一个特殊的孔用来清零，码盘转一周后通过这个信号来给定寄存器清零信号。我们称其为Z信号。Z信号的引入减小了计数个数，切有漏过的脉冲在转子下一圈时可以再检测出来。光电编码器的信号线如果屏蔽不好，或者传输距离较远时会引起Z信号的失真，使Z信号受到干扰，高低电平不准。可以通过增加滤波环节改善Z信号的波形，来识别出Z信号的高低电平。转子失步故障永磁同步电机在特定频率下的转速是一定的，但受外界负载及自身电流的影响可能引起转子与定子电流不同步的现象。失步可能是断电失步，带励失步。永磁电机失步可能由于转子位置检测不当引起或者突然加大负载。转子失步时会引起定子电流突然变大的现象，从而引起电机受电流冲击可能烧毁电机。因此需要保证电机转子位置的检测，在控制电路中加入过流保护等环节。此外，在电机设计之初计算电机最大输出功率来匹配负载也可以减小失步的可能性。永磁电机过热故障电机故障位置往往是电机最大的热源，首先是电机故障位置电阻异常引起电流增大从而损耗增大，这些损耗变成热能累加为电机温度的升高。电机温升过大引起电机绝缘的老化甚至击穿绝缘，产生更大的危险。温升不仅引起电机故障还会引起冷却设备的老化问题。永磁电机转子为永磁励磁，过高的温度可能引起永磁体局部失磁，影响电机转矩和功率的输出。电机温度的测量可以通过温度计法，热敏电阻法，或者预埋设电阻法。在大型电机中通常埋设电阻来测量电机的实时温度，小型电机由于尺寸的限制采用其他方法测量。