[发明专利]永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法、系统及介质

权利要求书

1.一种永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，包括步骤：

1）获取永磁同步电机三相定子电流信号和转子转速信号；

2）根据诊断周期内的永磁同步电机转子转速信号，计算出故障特征谐波分量所在的频带范围；

3）对永磁同步电机的定子绕组三相电流信号进行连续小波变换处理，将变换结果中处于故障特征谐波分量所在的频带范围之外的小波系数置零并重构，得到重构结果；

4）对重构结果进行同步压缩小波变换，重新构造时频分布，得到时频结构；

5）基于时频结构进行故障检测。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，步骤4）的具体过程为：

对重构结果进行判定，如果该诊断周期内的转子平均角加速度超过设定的阈值，即判定为强调频信号，进行二阶同步压缩小波变换；

否则采用一阶同步压缩小波变换，以此获取信号高分辨率的时频结构。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，一阶同步压缩小波变换过程为：

在时间-尺度平面上的任意位置，连续小波变换处理后的结果对应瞬时频率、群时延估计值分别为：

(8)

(9)

通过重新调整瞬时频率轨线，得到新的时间尺度平面上的映射关系：

(10)

其中，γ为滤波阈值参数；ψ为Morlet小波基函数；*表示复共轭;为偏导数；δ为狄拉克分布函数；通过狄拉克函数，将瞬时频率估计值轨线之外的小波系数置零，得到全新的、能量集中的时频分布。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，二阶同步压缩小波变换过程为：

定义新的调制算子用于计算新的瞬时频率估计值，其中，即一阶瞬时频率的导数如下：

(11)

定义ε为充分小的数，如果，则项可以忽略；因此对进行泰勒展开得到：

(12)

将式(10)中的替换为即可得到二阶同步压缩小波变换的时频重排结果。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，步骤2）的具体过程为：

根据一个诊断周期内永磁同步电机机械转速n和磁极对数p计算出其故障特征谐波所处频带的阈值上下限、：

(1)。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，在步骤1）中，定子电流信号为多分量的调幅调频信号：

(2)

(3)

其中，A为谐波幅值；Ф为谐波相位；下标k代表信号中的不同分量。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机匝间短路故障初期检测方法，其特征在于，在步骤3）中，对应的连续小波变换处理为：

对进行连续小波变换：

(4)

其中为尺度参数；b为时间平移参数；Ψ为Morlet小波基函数；*表示复共轭。