[發(fā)明專利]一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410204898.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104035029A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃進(jìn);劉赫;侯招文;趙力航;張耀中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G01R31/06;H02P21/13
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種感應(yīng)電機(jī)定子匝間短路檢測(cè)及線圈級(jí)別定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)內(nèi)部獲得閉環(huán)傳感器給定電壓或利用電壓傳感器對(duì)電機(jī)進(jìn)行三相電壓采樣,得到電壓u_αβs,并獲得額外引出抽頭電壓u_tap；

(2)將步驟(1)獲得的電壓u_αβs數(shù)據(jù)送入滑模自適應(yīng)觀測(cè)器，計(jì)算得到觀測(cè)電流

px^=A^x^+Bu+Ksgn(e^is)]]>

其中，符號(hào)p為對(duì)于時(shí)間t求導(dǎo)，u＝[u_αs?u_βs?0?0]^T，e^is=e^isαe^isβT,]]>式中u_αs、u_βs、分別為觀測(cè)定子電流觀測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈定子電壓u_αβs以及參數(shù)誤差分量在α-β坐標(biāo)軸上的分量，

A^=-rsσLs-Lm2σLsLrTr0LmσLsLrTrω^rLmσLsLr0-rsσLs-Lm2σLsLrTr-ω^rLmσLsLrLmσLsLrTrLmTr0-1Tr-ω^r0LmTrω^r-1Tr,]]>

B=1σLs00001σLs00T,K=k-10-ζ-ηω^r0-1ηω^r-ζT]]>

反饋矩陣K中ξ、η、k為滑模調(diào)節(jié)參數(shù)，以上符號(hào)中所有上標(biāo)‘^’表示觀測(cè)量參數(shù)；

(3)將觀測(cè)電流與實(shí)際電流i_αβs的誤差e_is通入基于任意線圈故障模型建立的故障解耦模塊，使用遞歸Goertzel算法計(jì)算誤差e_is的負(fù)序分量以及電壓信號(hào)u_αβs的正負(fù)序分量

s(n)=x(n)+2cos(2πωe)s(n-1)-s(n-2)y(n)=s(n)-e-j2πωes(n-1)]]>

其中，ω_e表示待提取頻率對(duì)應(yīng)的角速度，這里為激勵(lì)的正負(fù)序電角速度，x為輸入信號(hào)序列，y為提取信號(hào)，s為中間變量，n為標(biāo)號(hào)；

(4)構(gòu)造序坐標(biāo)軸下故障誤差e_if對(duì)應(yīng)的正序與負(fù)序分量，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法將其還原到靜止坐標(biāo)系下；

e‾if=e~ifpejωet+e~ifn*e-jωet≈|e~isn|∠(V~sp+e2j(θ^f+θ^c)V~sn)ejωet+e~isn*e-jωet]]>

其中，表示電壓u_αβs的正負(fù)序分量，表示實(shí)際電流與觀測(cè)電流誤差e_is的負(fù)序分量，表示觀測(cè)故障相角度，表示觀測(cè)局部線圈位置，上標(biāo)‘*’表示共軛；

(5)從實(shí)際誤差e_is中獲取參數(shù)誤差分量并通過(guò)滑模控制律以及反饋矩陣K返回觀測(cè)器；

e‾^is=i‾αβs-i‾^αβs-e‾if=e‾is-e‾if]]>

pω^r=γk[sgn(e^isβ)ψ^ar-sgn(e^isα)ψ^βr]]]>

其中，為觀測(cè)轉(zhuǎn)速，γ為自適應(yīng)反饋系數(shù)，為在α-β坐標(biāo)軸上的分量；

(6)從故障誤差分量中提取故障程度以及局部故障位置；

σ=32|e‾if|Re(|i‾f|i‾fe-jθ^cu‾αβs)=μ2|i‾f|]]>

θ^fc=∠e‾if=θ^f+θ^c]]>

其中，Re()為取實(shí)部運(yùn)算，即實(shí)現(xiàn)故障程度σ檢測(cè)；

(7)比較故障相抽頭測(cè)量電壓u_tap，結(jié)合局部故障位置，進(jìn)行全局定位；

ifΔutap=utapk-utapk′≈(23Ls+rs)μif]]>

then故障發(fā)生于k'對(duì)極

else故障發(fā)生于k對(duì)極

其中表示第k對(duì)極電壓，表示第k'對(duì)極電壓，根據(jù)電壓差異Δu_tap，并結(jié)合之前確定的線圈位置局部信息可以確定故障全局位置Θ_fc，實(shí)現(xiàn)了線圈級(jí)別的精確故障定位。