求根MUSIC算法在雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障分析中的應(yīng)用*

李俊卿，　朱錦山

(華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，河北 保定　071003)

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求根MUSIC算法在雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障分析中的應(yīng)用*

李俊卿，朱錦山

(華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，河北 保定071003)

摘要：雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是其常見故障之一，嚴(yán)重的短路故障會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，故對(duì)短路特征量進(jìn)行分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。求根MUSIC算法是一種精確的空間信號(hào)分析方法，其較傳統(tǒng)的FFT算法更為精確，解決了FFT在采樣時(shí)間較短時(shí)頻譜泄露的不足。把求根MUSIC與Prony算法結(jié)合后，能夠較精確地求出故障特征量的頻率、幅值、相位等參數(shù)。仿真結(jié)果表明，采用與Prony算法相結(jié)合的求根MUSIC算法作為故障監(jiān)測方法切實(shí)可行，為故障診斷提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雙饋異步發(fā)電機(jī)； 轉(zhuǎn)子匝間短路； 求根MUSIC算法； Prony算法

0引言

隨著不可再生能源的減少和環(huán)境問題的不斷加劇，清潔能源如風(fēng)能、太陽能等受到越來越多的重視。風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的有效途徑之一。雙饋異步發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的主要機(jī)型[1-2]。轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是雙饋異步發(fā)電機(jī)主要的故障類型之一，發(fā)生嚴(yán)重的轉(zhuǎn)子繞組匝間短路會(huì)影響電機(jī)正常運(yùn)行，若不能及早發(fā)現(xiàn)，將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)轉(zhuǎn)子匝間短路時(shí)特征量的分析和研究具有重要意義。

為了提高雙饋異步電機(jī)的運(yùn)行可靠性，人們對(duì)其故障的特性進(jìn)行了深入研究。文獻(xiàn)提出發(fā)生匝間短路故障后繞組中會(huì)感應(yīng)出負(fù)序電流，并利用負(fù)序電流對(duì)電機(jī)故障進(jìn)行檢測；文獻(xiàn)應(yīng)用希爾伯特變換對(duì)故障后的信號(hào)進(jìn)行分析，并能夠較準(zhǔn)確地檢測到故障發(fā)生的時(shí)間。在對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的研究中，文獻(xiàn)在分析短路故障時(shí)，選取定子電流作為故障特征量進(jìn)行分析；文獻(xiàn)提出轉(zhuǎn)子繞組匝間短路在定子側(cè)會(huì)感應(yīng)出頻率為(1±2s)f的諧波分量；文獻(xiàn)論證了故障時(shí)把定子側(cè)產(chǎn)生的頻率為(1-2s)f的諧波分量作為故障特征量具有一定準(zhǔn)確性；文獻(xiàn)考慮了不同控制策略下對(duì)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的診斷。在對(duì)故障信號(hào)的處理中，F(xiàn)FT方法使用較為廣泛，但FFT存在頻譜泄露的現(xiàn)象，當(dāng)采樣時(shí)間較短且轉(zhuǎn)差率較小時(shí)，(1-2s)f頻率諧波會(huì)被基波所淹沒，影響信號(hào)分析精度。多重信號(hào)分類[10](Multiple Signal Classification, MUSIC)算法是一種空間信號(hào)分類方法。文獻(xiàn)[11]提出了一種求根MUSIC算法和Prony算法相結(jié)合的方法，文獻(xiàn)[12]將這種混合算法運(yùn)用到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障中。MUSIC算法的基本思想是將空間信號(hào)的自相關(guān)矩陣Rxx進(jìn)行特征值分解，將其分解為信號(hào)子空間US和噪聲子空間UN，并利用子空間相互正交的特性求得信號(hào)的頻率值。該算法理論上具有很高的精度，解決了FFT的頻譜泄露的問題。本文將采用基于多回路理論[13]的雙饋異步發(fā)電機(jī)模型，對(duì)轉(zhuǎn)子匝間短路故障進(jìn)行仿真，分別運(yùn)用FFT與MUSIC算法對(duì)故障特征量進(jìn)行分析。

1求根MUSIC算法在頻率估計(jì)中的應(yīng)用

1.1求根MUSIC算法

在陣列信號(hào)的處理中，一次采樣稱作一次快拍，采樣點(diǎn)數(shù)為N，陣元個(gè)數(shù)為m，則在第k個(gè)陣元上觀測到N次快拍的信號(hào)xk(1)，xk(2)，xk(3)…xk(N)。

假設(shè)采集得到的故障信號(hào)為實(shí)周期信號(hào)與零均值且方差為σ2的高斯白噪聲的線性組合，即

x(n)=s(n)+υ(n)=

(1)

式中：n——采樣點(diǎn)數(shù)；

x(n)——采樣信號(hào)；

Ai——諧波幅值；

fi——各次諧波頻率；

Ts——采樣周期；

φi——諧波相位。

從式(1)中可以看出，故障信號(hào)的周期分量在采樣時(shí)實(shí)際上可以看作每兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)之間有一個(gè)相位之差,即

x(k)=Aisin(ωik)

(2)

x(k+1)=Aisin(ωi(k+1))=

Aisin(ωik+ωi)

(3)

在對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行處理的過程中，可以把相鄰采樣點(diǎn)采集的信號(hào)存在的時(shí)間上的相位差看作陣列信號(hào)中相鄰陣元接收到信號(hào)在空間上的相位差。因此，求出等效的陣列信號(hào)中各個(gè)信號(hào)的波達(dá)方向角θi決定的Δωi即各個(gè)諧波的角頻率ωi。

取長度為m的觀測數(shù)據(jù)為

(4)

這樣就將N次采樣信號(hào)等價(jià)為快拍數(shù)為N、陣元數(shù)為m的陣列信號(hào)，并可以采用陣列信號(hào)的處理方法對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行分析。

根據(jù)最小輸出能量準(zhǔn)則[10]，令自相關(guān)矩陣為樣本矢量矩陣X的數(shù)學(xué)期望，即

Rxx=E{XXH}

(5)

對(duì)Rxx進(jìn)行特征值分解

(6)

其中：

∑N=diag(λ1,λ2,…,λm-2p)

∑S=diag(λm-2p+1,λm-2p+2,…,λm)

式中： UN——聲子空間；

US——信號(hào)子空間；

p——信號(hào)源個(gè)數(shù)。

求根MUSIC算法利用Pisarenko分解，定義求根MUSIC多項(xiàng)式

(7)

式中： p(z)=[1,z,…,zm-1]H。求解多項(xiàng)式，根據(jù)模值最接近單位圓的2p個(gè)根可以確定各個(gè)諧波分量的頻率值，即

(8)

求根MUSIC算法雖然可以計(jì)算出各個(gè)諧波分量的頻率，但無法計(jì)算出諧波的幅值和相位。對(duì)此，可以采用Prony算法對(duì)信號(hào)的幅值和相角進(jìn)行估計(jì)。

求根MUSIC算法求出的信號(hào)源個(gè)數(shù)p即對(duì)應(yīng)Prony方法中諧波數(shù)量M。利用求根MUSIC算法求解得到zi，令

求解Prony算法實(shí)際就是求解方程組

(9)

(10)

根據(jù)式(10)解得B，諧波的幅值和相角為

(11)

2轉(zhuǎn)子匝間短路后定子電流分析

雙饋式異步發(fā)電機(jī)正常情況下，定轉(zhuǎn)子三相電流對(duì)稱，氣隙中感應(yīng)出圓形旋轉(zhuǎn)磁場；而當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，氣隙中將感應(yīng)出一個(gè)正向旋轉(zhuǎn)的正序磁場和一個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的負(fù)序磁場[14]。二者的合成磁場形成了橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場交鏈定轉(zhuǎn)子繞組會(huì)導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生，設(shè)定子側(cè)電流頻率為f，轉(zhuǎn)差率為s，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路故障時(shí)，定子側(cè)感應(yīng)出的諧波為

(12)

轉(zhuǎn)子匝間短路諧波的生成規(guī)律如圖1所示。

圖1　轉(zhuǎn)子匝間短路產(chǎn)生諧波

雙饋異步發(fā)電機(jī)定子側(cè)接負(fù)載，轉(zhuǎn)子側(cè)接交流勵(lì)磁，定子側(cè)電壓電流幅值要大于轉(zhuǎn)子側(cè)電壓電流的幅值，在故障發(fā)生后定子側(cè)電流諧波幅值也會(huì)比轉(zhuǎn)子側(cè)更大。因此，采用定子側(cè)電流作為故障信號(hào)進(jìn)行分析。

3仿真分析

本文在多回路理論的基礎(chǔ)上應(yīng)用MATLAB軟件，仿真雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路。設(shè)定仿真電機(jī)的額定電壓380V，額定功率5.5kW，額定頻率為工頻50Hz，轉(zhuǎn)子槽數(shù)24，定子槽數(shù)36，電機(jī)極對(duì)數(shù)2，定轉(zhuǎn)子的并聯(lián)支路數(shù)分別是2和1，定子每個(gè)線圈37匝，轉(zhuǎn)子每個(gè)線圈12匝，轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電壓36.5V。

設(shè)置轉(zhuǎn)子繞組匝間短路，短路匝數(shù)為10匝。正常情況下，定轉(zhuǎn)子繞組電流三相對(duì)稱，定子電流基波頻率為f=50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.1時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)電流頻率為sf=5Hz。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路后，仿真結(jié)果為電機(jī)在1s左右達(dá)到穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)時(shí)的定子電流波形如圖2所示。

圖2　s=0.1時(shí)轉(zhuǎn)子匝間短路定子電流波形

同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)差率較小的情況進(jìn)行分析，取s=0.005。正常情況下，定子電流基波頻率為f=50Hz，轉(zhuǎn)子側(cè)電流頻率為sf=0.25Hz。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路后，定子電流波形如圖3。

由圖2～圖3可知，故障后定子繞組電流感應(yīng)生成了諧波分量，不再對(duì)稱。根據(jù)文獻(xiàn)，發(fā)生故障后定子側(cè)主要產(chǎn)生的諧波分量為(1-2s)f，一般把定子側(cè)產(chǎn)生的(1-2s)f頻率諧波作為短路后的特征量，在轉(zhuǎn)差率分別為0.1和0.005時(shí)，特征量分別為40Hz和49.5Hz諧波。

圖3　s=0.005時(shí)轉(zhuǎn)子匝間短路定子電流波形

提取上述仿真中得到的定子A相電流Ia，采用FFT方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行諧波分析，采樣時(shí)間T分別取0.5s和10s，采樣頻率為fs=1000Hz。分析結(jié)果如圖4～圖7所示。

圖4　s=0.1時(shí)定子電流采樣0.5s的FFT頻譜

圖5　s=0.1時(shí)定子電流采樣10s的FFT頻譜

圖6　s=0.005時(shí)定子電流采樣0.5s的FFT頻譜

由圖4～圖7可知： 當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.1時(shí)，采用FFT分析無論采樣時(shí)間長短，都能夠較準(zhǔn)確地檢測到40Hz諧波分量；若轉(zhuǎn)差率為0.005，當(dāng)采樣時(shí)間較短取0.5s時(shí)，F(xiàn)FT分析準(zhǔn)確度明顯不足，只能檢測到50Hz基波，只有取較長采樣時(shí)間 10s 后，經(jīng)過FFT分析才可以識(shí)別出49.5Hz的諧波分量?？梢娹D(zhuǎn)差率較小且采樣時(shí)間較短時(shí)，使用FFT方法無法準(zhǔn)確檢測到頻率接近基波的諧波分量，頻率為(1-2s)f的諧波分量會(huì)被基波的泄露所淹沒，產(chǎn)生了頻譜泄露的現(xiàn)象。

圖7　s=0.005時(shí)定子電流采樣10s的FFT頻譜

采用本文中的MUSIC算法對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行分析，采樣時(shí)間為0.5s，采樣頻率為fs=1000Hz，與FFT分析相同。分析結(jié)果如圖8～圖9所示。

圖8　s=0.1時(shí)定子電流采樣0.5s的MUSIC頻譜

圖9　s=0.005時(shí)定子電流采樣0.5s的MUSIC頻譜

由圖8～圖9可知： 即使選取0.5s的較短采樣時(shí)間，MUSIC算法對(duì)故障特征量的處理結(jié)果仍然與選取10s的FFT算法處理結(jié)果基本吻合，可見其在短時(shí)采樣時(shí)具有非常高的精度，較為準(zhǔn)確地檢測到故障特征量。這是由于MUSIC算法的精度決定于計(jì)算過程中選用的陣元數(shù)，在采樣點(diǎn)較少的情況下依然能夠分辨出頻率相接近的諧波分量，有效地避免了頻譜泄露現(xiàn)象。

進(jìn)一步使用求根MUSIC算法得到諧波頻率，并結(jié)合Prony算法計(jì)算故障信號(hào)諧波分量的幅值和相角參數(shù)，計(jì)算的結(jié)果如表1所示，其中，頻率和幅值均為真實(shí)幅值，求得的相角是把起始采樣點(diǎn)即開始仿真后1s時(shí)的數(shù)據(jù)看作時(shí)間t=0的相角。

表1　求根MUSIC與擴(kuò)展Prony對(duì)故障特征量的計(jì)算結(jié)果

為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，根據(jù)表中數(shù)據(jù)對(duì)故障后的定子電流信號(hào)進(jìn)行擬合，擬合后的結(jié)果如圖10～圖11所示。

圖10　s=0.1時(shí)故障后定子電流波形(上)和采用本文算法的擬合波形(下)

圖11　s=0.005時(shí)故障后定子電流波形(上)和采用本文算法的擬合波形(下)

由圖11可知： 采用本文方法計(jì)算的數(shù)據(jù)對(duì)故障量進(jìn)行擬合的結(jié)果與原始采樣數(shù)據(jù)的波形十分接近。仿真結(jié)果說明，采用求根MUSIC算法與Prony算法的雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路檢測方法是可行的，而且由于其短時(shí)采樣計(jì)算精度較高，保證了檢測的可靠性。

4結(jié)語

經(jīng)過理論研究，雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路穩(wěn)態(tài)后，定子繞組會(huì)感應(yīng)出(1±2s)f頻率諧波，取(1-2s)f為故障特征量?；诙嗷芈防碚?，在MATLAB軟件中對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行仿真并模擬轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障。在進(jìn)行定子電流諧波分析的過程中，若采樣時(shí)間較短，采用FFT方法，在信號(hào)中占比例較大的基波分量會(huì)淹沒與基波頻率接近的諧波分量，即產(chǎn)生了頻譜泄露現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致無法檢測到轉(zhuǎn)差率較小時(shí)的短路特征量。采用本文的求根MUSIC算法，一方面解決了FFT算法存在的頻譜泄露現(xiàn)象，可以在較短的采樣時(shí)間內(nèi)檢測到故障特征量；另一方面由于引入了Prony算法，最終可以較精確地計(jì)算故障特征量的幅值、相位，為雙饋異步電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的診斷提供了依據(jù)。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]王宏勝,章瑋,胡家兵,等.電網(wǎng)電壓不對(duì)稱故障條件下DFIG風(fēng)電機(jī)組控制策略.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34(4)： 97-102.

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中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小型電機(jī)分會(huì)

第七屆四次會(huì)員大會(huì)隆重召開

中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小型電機(jī)分會(huì)第七屆四次會(huì)員大會(huì)于2016年6月15—19日在寧德市召開。參加會(huì)議的單位有180家企業(yè)近300名代表。中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)執(zhí)行副會(huì)長劉常生等領(lǐng)導(dǎo)到會(huì)指導(dǎo)工作并作重要講話。會(huì)議還邀請(qǐng)了復(fù)旦大學(xué)孫立堅(jiān)教授作“供給側(cè)改革打造中國新經(jīng)濟(jì)”的主題報(bào)告。

會(huì)議由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小型電機(jī)分會(huì)秘書長金惟偉主持。寧德市政府副秘書長施勇先生發(fā)表了熱情洋溢的歡迎詞。

中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)執(zhí)行副會(huì)長劉常生寄語行業(yè)三句話： 一是希望企業(yè)結(jié)合實(shí)際逐步實(shí)現(xiàn)制造智能化，不搞形式；二是希望行業(yè)企業(yè)抱團(tuán)出擊，對(duì)接“一帶一路”，協(xié)同發(fā)展；三是希望企業(yè)家認(rèn)真分析，干正確的事，準(zhǔn)確地干，企業(yè)要做百年老店，還靠自己。冀望分會(huì)在供給側(cè)改革中，更好地服務(wù)企業(yè)，發(fā)揮紐帶和橋梁作用。

中國質(zhì)量認(rèn)證中心產(chǎn)品四處鄭士泉處長向與會(huì)代表介紹了接受國家發(fā)改委委托開展的節(jié)能惠民工程高效電機(jī)推廣核查工作，講解了核查的三個(gè)階段，核查的要點(diǎn)，現(xiàn)場核查，后續(xù)安排等四個(gè)方面。

中國機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)出口商會(huì)電工產(chǎn)品分會(huì)副秘書長張森建言各位企業(yè)家關(guān)注國際形勢變化，抓住中東地區(qū)市場的旺盛需求以及與“一帶一路”十多個(gè)工業(yè)園區(qū)的合作機(jī)會(huì)，審慎決策。機(jī)電商會(huì)和中小型電機(jī)分會(huì)在工作上可以互補(bǔ)合作，把優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商推向國際市場。

中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小型電機(jī)分會(huì)理事長吳業(yè)華向大會(huì)作了以“乘供給側(cè)改革長風(fēng)點(diǎn)燃創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)新引擎”為主題的2016年理事會(huì)工作報(bào)告。報(bào)告回顧了2015年主要工作，分析了當(dāng)前電機(jī)行業(yè)發(fā)展面臨的形勢，提出了2016年工作思路及重點(diǎn)任務(wù)(全文另發(fā))。

復(fù)旦大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院孫立堅(jiān)教授以翔實(shí)的數(shù)據(jù)，闡述了供給側(cè)改革的緊迫性。指出了供給側(cè)改革市場主導(dǎo)、公平競爭、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)三足鼎立的邏輯，我國人才、海外投資、資源配置、制度四大紅利的能力與國家實(shí)施負(fù)面清單、提高投融資效率、價(jià)格放開、宏觀調(diào)控、國企改革為核心的改革方略；剖析了全球價(jià)值鏈重構(gòu)與供給側(cè)改革的方式。

會(huì)議期間，西門子大型傳動(dòng)部全球電機(jī)產(chǎn)品總監(jiān)Christoph Noeth作了“能效——未來電機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)”的演講，西門子(中國)有限公司過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)副總裁、首席技術(shù)官付強(qiáng)先生作了“傳動(dòng)系統(tǒng)能效IES及西門子解決方案”的介紹。

中小型電機(jī)分會(huì)第七屆四次會(huì)員大會(huì)在全體與會(huì)代表的共同努力下，完成了大會(huì)預(yù)定的各項(xiàng)議程，一致通過了理事會(huì)的工作報(bào)告，大會(huì)圓滿成功。

(中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小型電機(jī)分會(huì)曹莉敏供稿)

Perkins攜多款新品亮相中國(上海)國際動(dòng)力設(shè)備及發(fā)電機(jī)組展

2006年，Perkins在上海設(shè)立辦事處。2008年，Perkins在中國無錫獨(dú)資建立了第一個(gè)工廠，目前無錫工廠和上海辦公室的員工將近500人。Perkins發(fā)電用產(chǎn)品營銷經(jīng)理葛賽民(Simon Gray)說：“中國的發(fā)電機(jī)市場增長非常強(qiáng)勁，Perkins正在積極將解決方案本土化，并不斷努力跟上“中國制造2025”和“工業(yè)4.0”的發(fā)展?！痹诘谑鍖弥袊?上海)國際動(dòng)力設(shè)備及發(fā)電機(jī)組展覽會(huì)上，Perkins攜帶多款發(fā)動(dòng)機(jī)亮相。這是Perkins連續(xù)第五年參加該展覽，此次展覽會(huì)上Perkins展示了其強(qiáng)大的產(chǎn)品陣容，包括4008-30TAGTM、1103A-33TTM、404A-22SGTM、1106A-70TAGTM、403A-11G/403D-11GTM等多款產(chǎn)品。

其中，4008-30TAGTM發(fā)動(dòng)機(jī)首次亮相中國。該發(fā)動(dòng)機(jī)為一款30L排量、空氣對(duì)空氣增壓八缸柴油機(jī)。據(jù)葛賽民介紹說：“4008-30TAGTM的ElectropaK配置于50Hz時(shí)，無論用作常用或備用發(fā)電，其額定功率(50Hz)均可配合900～1250kVA的各個(gè)主要功率點(diǎn)。4008-30TAGTM繼承了4008TAGTM陣容既有的高可靠性和超卓性能，同時(shí)能讓客戶獲得更高的輸出功率，達(dá)到1250kVA，在高達(dá)3000m的環(huán)境下也能暢順操作?！?/p>

此外，此次展會(huì)展出的較小機(jī)型柴油機(jī)400系列成員404A-22SG1TM也是在國內(nèi)首次展出。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)工藝的核心機(jī)型，使用天然氣，完全符合環(huán)保、高效的要求，工作最大峰值可以達(dá)到20kVA，不間斷工作時(shí)間長達(dá)1000h，并可應(yīng)用在電信等各種不同行業(yè)。

與此同時(shí)，Perkins增添了其產(chǎn)品線范圍，帶來了Perkins自主研制的柴油機(jī)機(jī)油，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。目前該款產(chǎn)品按區(qū)域進(jìn)行供應(yīng)，市場反響非常好。

Perkins除了不斷開發(fā)新的機(jī)型外，在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上也會(huì)不斷的挖掘新的性能。葛賽民介紹說：“這次展出的1106機(jī)型就是在原有機(jī)型基礎(chǔ)上增加了50Hz、60Hz的使用頻率調(diào)節(jié)，讓OEM廠商能夠出口更多的國家，比如沙特阿拉伯、菲律賓這些頻率要求不同的國家?！?/p>

目前，發(fā)電機(jī)市場的競爭非常激烈，葛賽民則認(rèn)為：“這種競爭是一件非常好的事情，有了競爭才能激勵(lì)廠商去研發(fā)更好的產(chǎn)品，持續(xù)地提高產(chǎn)品的性能，更好的去追求市場和價(jià)格的定位。Perkins的品牌和豐富的產(chǎn)品線是最大的競爭優(yōu)勢，同時(shí)，Perkins擁有強(qiáng)大的代理商和分銷商網(wǎng)絡(luò)的支持，在品牌的經(jīng)驗(yàn)、支持和售后上都擁有極大的優(yōu)勢。Perkins也會(huì)不斷改進(jìn)產(chǎn)品來適應(yīng)客戶的需要?！?/p>

未來，“Perkins將繼續(xù)關(guān)注中國市場，更好地為客戶服務(wù)。憑借著Perkins強(qiáng)大的產(chǎn)品線、完善的代理商網(wǎng)絡(luò)以及豐富的品牌經(jīng)驗(yàn)，Perkins將扎根于中國市場，積極設(shè)計(jì)和開發(fā)新的產(chǎn)品，以應(yīng)對(duì)中國市場的發(fā)展需求?！备鹳惷裱a(bǔ)充說。

可持續(xù)性發(fā)展，尤其是對(duì)環(huán)保的承諾，一直是Perkins企業(yè)文化中的重要部分，這一承諾也始終貫穿在其產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，包括從研發(fā)到生產(chǎn)以及日常運(yùn)作的每個(gè)方面。Perkins產(chǎn)品能滿足全球各個(gè)國家當(dāng)?shù)氐呐欧艠?biāo)準(zhǔn)，作為行業(yè)里的領(lǐng)先企業(yè)，Perkins有著滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)儲(chǔ)備。

(Perkins發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司供稿)

西門子與歌美颯合并風(fēng)電業(yè)務(wù)打造風(fēng)電行業(yè)巨擘

西門子與歌美颯簽訂約束性協(xié)議，合并雙方的風(fēng)電業(yè)務(wù)(包括西門子風(fēng)電服務(wù)業(yè)務(wù))以打造全球風(fēng)電市場的領(lǐng)先企業(yè)。西門子將從合并后的公司獲得新發(fā)股份，并擁有59%的股權(quán)，歌美颯現(xiàn)有股東將擁有41%股權(quán)。根據(jù)并購協(xié)議安排，在并購?fù)瓿珊?，西門子即向歌美颯股東(不包括西門子自身)支付每股3.75歐元的現(xiàn)金補(bǔ)償(在并購結(jié)束之前所有普通紅利之外額外支付)。

西門子與歌美颯在全球布局、現(xiàn)有產(chǎn)品組合和技術(shù)方面高度互補(bǔ)。合并后的業(yè)務(wù)將覆蓋全球所有重要地區(qū)市場，生產(chǎn)基地遍布所有大洲。西門子風(fēng)電業(yè)務(wù)在北美和北歐擁有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而歌美颯在印度、拉美和南歐等新興市場表現(xiàn)優(yōu)秀。此外，整合后的產(chǎn)品組合將覆蓋所有風(fēng)電等級(jí)，并能服務(wù)所有主要細(xì)分市場，更好地滿足客戶的需求。

此次并購計(jì)劃得到了歌美颯董事會(huì)和西門子管理委員會(huì)的一致支持。Iberdrola公司和西門子簽訂了一份股東協(xié)議，將在交易完成后持有合并后公司約8%的股份。該交易需經(jīng)歌美颯股東批準(zhǔn)，并符合其他成交條件，例如獲得西班牙國家證券市場委員會(huì)(CNMV)關(guān)于并購控制的許可以及在合并完成后無需進(jìn)行強(qiáng)制要約收購的批準(zhǔn)。并購過程的監(jiān)督工作由歌美颯委托臨時(shí)成立的并購委員會(huì)負(fù)責(zé)，該委員會(huì)將全部由專門的獨(dú)立理事組成。并購預(yù)計(jì)于2017年第一季度完成。

(西門子(中國)有限公司供稿)

菲亞特動(dòng)力科技攜多款創(chuàng)新產(chǎn)品亮相2016上海動(dòng)力展

2016年5月25日，菲亞特動(dòng)力科技攜多款產(chǎn)品亮相第十五屆中國(上海)國際動(dòng)力及發(fā)電機(jī)組展覽會(huì)。菲亞特動(dòng)力科技作為電力解決方案的供應(yīng)商，在上海新國際博覽中心重點(diǎn)展示了旗下CURSOR 16、CURSOR 9以及NEF 45等創(chuàng)新產(chǎn)品，其全新技術(shù)和高端的制造工藝吸引了各方關(guān)注。

隨著全球氣候以及環(huán)境問題的日益凸顯，各國對(duì)于環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知和重視程度逐步提升，先后制定了發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，以減少廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中的發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放。而機(jī)械制造商則面對(duì)著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，在提升產(chǎn)品性能的同時(shí)，降低油耗、減少排放成為不得不考慮的技術(shù)挑戰(zhàn)。由于非道路發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放控制技術(shù)相對(duì)落后，相對(duì)于排放控制已較為嚴(yán)格的汽車而言，具有更大減排潛力。

在此次展會(huì)上，菲亞特動(dòng)力科技展示的CURSOR 16 G-Drive詮釋了菲亞特動(dòng)力科技一貫追求的“高效節(jié)能”，充分滿足了市場對(duì)于出眾性能以及節(jié)能減排的雙重期望。作為能滿足非道路4階段排放要求的16L新發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)CURSOR 16延續(xù)了菲亞特動(dòng)力科技2014年度獲獎(jiǎng)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)精髓，具有卓越的負(fù)載響應(yīng)，最佳的油耗，超長的長保養(yǎng)周期和低噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)的特性。CURSOR 16的油耗比競爭對(duì)手平均低11%(采用二代共軌燃油噴射系統(tǒng)，噴射壓力高達(dá)2200bar，并采用精確的燃油噴射控制方法)，降低了用戶的總使用成本。超長潤滑油保養(yǎng)周期高達(dá)600h，并采用市場上容量最小的潤滑油系統(tǒng)，潤滑油加注量比競爭對(duì)手平均小38%。它是市場上最緊湊高效的發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有400kVA機(jī)組外形，并提供超過600kVA超強(qiáng)輸出功率。CURSOR 16進(jìn)行過22000小時(shí)以上的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，整機(jī)選用重型及高耐磨配件，如鋼制活塞和致密石墨鑄鐵氣缸蓋，保證了產(chǎn)品的耐久性和可靠性，完全符合機(jī)組在惡劣工況下的常載要求。

菲亞特動(dòng)力科技亞太區(qū)負(fù)責(zé)人卡羅先生表示：“中國是菲亞特動(dòng)力科技的重要市場，菲亞特動(dòng)力科技將進(jìn)一步提升產(chǎn)品和服務(wù)，深化和本地行業(yè)的交流，持續(xù)為中國市場引入國際先進(jìn)的節(jié)能理念、技術(shù)和產(chǎn)品，以同時(shí)滿足中國客戶對(duì)性能和環(huán)保的需求?！?/p>

創(chuàng)新始終菲亞特動(dòng)力科技的發(fā)展動(dòng)力。利用其卓越的創(chuàng)新技術(shù)，菲亞特動(dòng)力科技成功地將發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)轉(zhuǎn)化為其發(fā)展契機(jī)，結(jié)合更高的產(chǎn)品性能和更低的運(yùn)營成本，在市場上贏得了競爭優(yōu)勢。除了CURSOR 16，菲亞特動(dòng)力科技還展示了CURSOR 9以及NEF 45等產(chǎn)品。本次在上海動(dòng)力展上展示的產(chǎn)品和技術(shù)表明，菲亞特動(dòng)力科技已經(jīng)能夠提供滿足各國發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)解決方案，將進(jìn)一步助推全球節(jié)能減排的進(jìn)程。

(菲亞特動(dòng)力科技供稿)

ABB推出首款船舶輔機(jī)專用渦輪增壓器

ABB在第28屆國際內(nèi)燃機(jī)大會(huì)上推出了與IHI株式會(huì)社合作研發(fā)的首款船舶輔機(jī)專用渦輪增壓器。該系列產(chǎn)品操作簡單、維護(hù)方便，支持用戶基于渦輪增壓器的實(shí)際狀態(tài)自行拆檢保養(yǎng)。

新型MXP系列渦輪增壓器的推出是ABB聚焦細(xì)分市場和具體應(yīng)用、幫助大功率發(fā)動(dòng)機(jī)制造商和終端用戶實(shí)現(xiàn)增值戰(zhàn)略的重要舉措之一。作為一款為船用輔機(jī)度身定制的渦輪增壓器，它可適用于燃燒重油輸出功率小于2MW的中速柴油機(jī)。

由于采用復(fù)雜程度較低的零部件，這款“自助服務(wù)型”渦輪增壓器支持船員根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)自行安排拆檢保養(yǎng)，最大程度地提高設(shè)備可用性和靈活性，降低運(yùn)營成本。ABB還將提供的一款數(shù)字化互動(dòng)應(yīng)用軟件，方便船員通過移動(dòng)設(shè)備了解這款產(chǎn)品的零部件構(gòu)成及性能，以更好地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

此外，該產(chǎn)品秉承了可以滿足散貨船、油輪和中型集裝箱船等各類船舶的運(yùn)行要求。它能幫助船用輔機(jī)實(shí)現(xiàn)卓越的負(fù)荷響應(yīng)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工況下的性能，從而有效降低油耗。在排放法規(guī)方面，這款新型渦輪增壓器可幫助發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到國際海事組織Tier II排放標(biāo)準(zhǔn)而無需采用額外的措施或裝置。

(ABB(中國)有限公司供稿)

*基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014502015)

作者簡介：李俊卿(1967—)，女，博士，教授，研究方向?yàn)樾履茉窗l(fā)電、交流電機(jī)及其系統(tǒng)分析、電機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷。 朱錦山(1991—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)樾履茉窗l(fā)電、交流電機(jī)及其系統(tǒng)分析、電機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷。

中圖分類號(hào)：TM 346+.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-6540(2016)06- 0074- 05

收稿日期：2016-01-04

The Application of Root-MUSIC Algorithm in Doubly-Fed Induction Generator Rotor Inter-Turn Short Circuit Fault Analysis*

LIJunqing,ZHUJinshan

(School of Electrical Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China)

Abstract：Rotor winding inter-turn short circuit fault is one of the common faults of the doubly-fed induction generator, and serious short-circuit fault can cause a large economic loss, therefore, the analysis of short circuit characteristics has a certain significance. Root-MUSIC algorithm is a kind of accurate spatial signal analysis method，which is more accurate than FFT and solves the problem of spectral leakage when using FFT with short sampling time. Combining Root-MUSIC algorithm with Prony algorithm can accurately calculate the fault feature frequency, amplitude value and phase parameters. Simulation results show that combining the Prony algorithm with root-MUSIC algorithm as the fault monitoring method is feasible and provides the basis for fault diagnosis.

Key words：doubly-fed induction generator; rotor inter-turn short circuit fault; root-MUSIC algorithm; prony algorithm