[发明专利]一种永磁同步电机定子绕组故障诊断方法在审

申请号：	201710220764.5	申请日：	2017-04-06
公开（公告）号：	CN107024655A	公开（公告）日：	2017-08-08
发明（设计）人：	杭俊;汤春艳;丁石川;张鹏;王群京	申请（专利权）人：	安徽大学
主分类号：	G01R31/34	分类号：	G01R31/34
代理公司：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249	代理人：	徐激波
地址：	230009 安徽省***	国省代码：	安徽;34
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摘要：
搜索关键词：	一种永磁同步电机定子绕组故障诊断方法
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【说明书】：

技术领域

本发明属于故障诊断技术领域，尤其是一种永磁同步电机定子绕组故障诊断的方法。

背景技术

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous machine，PMSM)具有功率密度高、效率高、转矩惯量比大、调速范围宽等优点。近年来，在风力发电、升降机驱动等大功率以及电动汽车和数控机床等高新能应用场合得到了广泛关注和使用。

永磁同步电机工作时，具有复杂的机电能量转换过程，在长期运行中，受负载工况和运行环境的影响，某些部件会逐渐失效或损坏。它的典型故障部件包括定子绕组、变换器、电机轴承以及控制系统的关键传感器等，其中电机中38％的故障是由定子绕组引起的。在定子绕组故障中，定子绕组电阻性失衡是一种常见的故障。当发生早期的失衡故障时，电机仍然可继续运行，但若不能及时检测而导致故障严重程度加剧，会引起电机转速等产生震荡，如果这种故障在初期没有被检测到，故障就会加重，使电机的温度不断增加，最后导致电机完全损坏。因此，需要及时地诊断永磁同步电机的定子绕组故障。目前，已经提出了一些方法来诊断永磁同步电机的定子绕组电阻性失衡故障，其中最常用方法是基于定子电流和零序电压信号的分析方法等。但是这种故障诊断方法存在一定的不足，如不能判断故障相的故障程度，尤其是故障发生在多相情况下。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种永磁同步电机定子绕组故障诊断方法，该方法不仅能诊断定子绕组电阻性失衡故障，而且还能诊断故障相和估算故障程度；该方法计算简单，易于实现，准确度高。

本发明采用的技术方案为：一种永磁同步电机定子绕组故障诊断方法，包括如下步骤：

(1)采集永磁同步电机驱动系统的零序电压和定子电流，并计算零序电压和定子电流中基波的幅值和初始相位角；

(2)将零序电压和定子电流中基波的幅值和初始相位角代入到关于相电阻偏差的二元二次方程组中；

(3)求解该二元二次方程组，并利用相位差和相电阻偏差的关系，确定该二元二次方程的合适解，即为每相绕组的电阻偏差；

(4)利用计算的每相绕组的电阻偏差实现故障检测、故障相定位和故障程度估算。

作为优选，所述步骤(2)中关于相电阻偏差的二元二次方程组为：

式中：V₁和α是零序电压中基波的幅值和初始相位角，I_a和θ_a是定子电流i_a中的幅值和初始相位角，I_b和θ_β是定子电流中i_b中的幅值和初始相位角，ΔR_a和ΔR_b是a相和b相定子绕组的电阻偏差。其中，A和B是中间变量。

有益效果：本发明提供的一种永磁同步电机定子绕组故障诊断方法，能够克服现有诊断定子绕组电阻性失衡故障方法的不足。本发明不仅能诊断定子绕组电阻性失衡故障，而且还能诊断故障相和估算故障程度；本发明计算简单，易于实现，准确度高。

附图说明

图1为带三相平衡电阻网络的永磁同步电机控制框图。