程啟华，盛国良

(南京工程学院，江苏南京211167)

0 引 言

无刷直流电动机(以下简称BLDCM)具有交流电机结构简单的优点以及直流电机良好的调速性能，自其投入市场以来，在各个领域得到应用并且有越来越广泛的趋势。伴随BLDCM 的广泛应用，电机的故障识别和设备维护问题凸显。定子绕组绝缘材料击穿所造成的电动机匝间短路故障是发生概率最高的故障之一［1］。早期轻微的匝间短路故障并不会影响电机的正常工作，但是不相通的线匝间直接连通，形成低阻抗的环路，定子电流显著增加，绕组温度升高，电动机继续运行将有可能导致相间短路甚至对地短路故障的发生等更为严重的事故。定子线圈多匝短路，其电流值会发生明显突变，采用常用的电机电流分析方法不难于判别［2］;而对于早期细微的匝间短路，普通的电流检测则很难发现，必须采用精度更高的检测手段和更有针对性的信号分析方法，本文将在BLDCM 匝间短路模型分析的基础上，对此问题进行研究和探讨。

1 BLDCM 匝间短路模型分析

BLDCM 由定子绕组、驱动控制电路、霍尔传感器、轴承、转子、永磁体等单元组成，其结构图如图1所示。

图1 BLDCM 模型结构图

三相绕组的电压平衡方程可表示［3，6］:

式中:Ua、Ub、Uc为定子相绕组电压;ia、ib、ic为定子相绕组电流;ea、eb、ec为定子相绕组电动势;L 为每相绕组间的自感;M 为每相绕组间的互感。假设当一相(A 相)绕组发生局部匝间短路时，Um为中线电压。短路环线圈相对未短路的线圈而言类似于变压器的原副边。……