[发明专利]逆变器驱动电机的匝绝缘状态在线监测方法

权利要求书

1.一种逆变器驱动电机的匝绝缘状态在线监测方法，其特征在于，以逆变器功率器件开关输出瞬态端电压为高频激励，开关瞬态时的电机振荡电流为暂态响应，通过获取电机绕组在开关瞬态的频率响应曲线，并利用其中的高频敏感特征分量来实现在线监测匝绝缘状态；

具体包括如下步骤：

1)利用高频电压传感器和高频电流传感器分别采集逆变器输出端电压V_ce和电机电流I_G；

2)对端电压V_ce进行边沿检测，判断是否为功率器件开关状态；

3)若检测不是开关瞬态过程，则返回步骤2)对下一个采集时刻端电压V_ce进行边沿检测和状态判断；

4)当检测到开关瞬态时，记录此次开关瞬态过程中的端电压V_ce(n)数据和提取同时间段中电机高频振荡电流I_G(n)数据，并通过快速傅里叶变换算法分别计算两数据的幅频特性V_ce(k)和I_G(k)，如式(1)和式(2)所示：

式中：n为0，1，…，N_s-1；0≤k≤N_s-1；N_s为此次开关瞬态过程的采样点数；

5)根据式(3)计算出此次电机绕组的开关瞬态频率响应曲线Z(k)：

6)从开关瞬态频率响应曲线Z(k)中提取对电机匝绝缘劣化敏感的频带特征用于匝绝缘状态监测，此频带作为特征频段；分别计算出电机匝绝缘正常和状态劣化时的开通瞬态频率响应曲线Z_n(k)和Z_d(k)；根据式(4)计算在特征频段内的开通瞬态频率响应的平均变化幅值ΔZ_avg(f)作为反映匝绝缘劣化的指标，

特征频段为从f_L到f_H。

2.根据权利要求1所述逆变器驱动电机的匝绝缘状态在线监测方法，其特征在于，所述步骤6)对电机匝绝缘劣化敏感的频带确定方法：驱动电机的某相绕组上引出两个抽头，并联不同的电容用来模拟伺服电机匝绝缘早期劣化状态；通过重复步骤2)～步骤5)模拟不同负载下电机绕组的开关瞬态频率响应曲线，开关瞬态频率响应曲线中幅值变化比较显著对应的频带范围为对电机匝绝缘劣化敏感的频带特征；再通过重复步骤2)～步骤5)模拟不同基波频率下电机绕组的开关瞬态频率响应曲线，验证所确定的频带范围开关瞬态频率响应曲线幅值变化与不同负载下变化一致，确定此频带范围可用于实现电机匝绝缘状态监测。