[发明专利]一种永磁同步电机退磁故障诊断方法

说明书

本发明属于电机故障诊断技术领域，公开了一种永磁同步电机退磁故障诊断方法，包括电流信号采样、计算瞬时值、计算绝对值、自动定位故障相、确定失磁故障特征频率、判断发生失磁故障、判断故障严重程度、建立故障模型分析、完善解决方案几个步骤。本发明提供的一种永磁同步电机的智能故障诊断方法，不需要增加额外的设备，成本少，计算简单；不仅能实时地诊断匝间短路故障，而且能自动地定位故障相；能够克服现有诊断方法的不足，提高诊断的实时性、有效性和可靠性；同时本发明采样时间短、抗干扰能力强、对不同转速、不同负荷情况下的永磁同步电机失磁故障均可以加以判断。

技术领域

本发明属于电机故障诊断技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机退磁故障诊断方法。

背景技术

电动汽车驱动用永磁同步电机是一种新型电机，其运行环境复杂(如振动、高低温、湿度、粉尘等)、频繁起动、加速、减速、制动等，这些都不利于电机的安全运行，均有可能诱发电机故障。电动汽车用永磁同步电机多以变频器作为驱动电源，以达到节能和提高电机转速变化范围的目的，变频器中电力电子器件的大量应用增加了电机发生短路的几率；永磁同步电机的短路磁动势对永磁体会产生较大的去磁作用；为了获得正弦的气隙磁通密度波形，在电机设计时永磁体要进行削角处理，在削角部位永磁体变薄，当发生故障时，削角部位的永磁体容易失磁。然而，现有对电机故障分析需要增加额外的设备，成本高，计算简复杂，诊断不准确；同时在不同转速、不同负荷情况下诊断困难。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有对电机故障分析需要增加额外的设备，成本高，计算简复杂，诊断不准确；同时在不同转速、不同负荷情况下诊断困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种永磁同步电机退磁故障诊断方法。

本发明是这样实现的，所述永磁同步电机退磁故障诊断方法包括以下步骤：

步骤一，对待测的永磁同步电机定子三相电流信号进行采样；

步骤二，利用坐标变换理论计算永磁同步电机定子三相相电流基波的瞬时幅值I_a，I_b，I_c；

步骤三，分别计算三个瞬时幅值I_a，I_b，I_c中任意两个瞬时幅值差的绝对值，并将三个绝对值的和作为故障特征量Fe，如果Fe＞thr，thr为阈值，则有匝间短路故障，并且定位故障相，反之，则没有匝间短路故障；

步骤四，在匝间短路故障情况下，利用支持向量机分类器自动地定位故障相；

步骤五，在没有匝间短路故障情况下，根据待测永磁同步电机的极数确定失磁故障特征频率，将失磁故障特征频率作为失磁故障特征量；

步骤六，估计待测定子三相电流信号中各频率分量的频率，根据是否出现失磁故障特征量判断发生失磁故障；

步骤七，预先采集正常状态的永磁同步电机定子三相电流信号；估计待测定子三相电流信号中各频率分量幅值后，与正常状态电机同电流区间内同频率分量幅值比值的倒数作为故障因子；根据故障因子判断失磁故障发生的严重程度；

步骤八，根据初步判断的故障状态建立仿真模型，进行过程故障模拟分析，排除并确认问题；

步骤九，根据故障问题找出解决方案，再次利用仿真模型进行模拟，确认解决方案的有效性。

进一步，所述故障特征量Fe获取方法为：

Y＝[Y′₁(k)，Y′₂(k)，…，Y′_I-1(k)]′