[發明專利]一種表貼式永磁同步電機匝間短路故障診斷方法在審

申請號：	201710589692.1	申請日：	2017-07-07
公開（公告）號：	CN107367691A	公開（公告）日：	2017-11-21
發明（設計）人：	薛曉明;時倩	申請（專利權）人：	常州信息職業技術學院
主分類號：	G01R31/34	分類號：	G01R31/34;G01R31/02
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	213164 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種表貼式永磁同步電機短路故障診斷方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于故障診斷技術領域，尤其涉及一種表貼式永磁同步電機匝間短路故障診斷方法。

背景技術

隨著稀土永磁材料、新型大功率電子器件、微處理器以及空間矢量脈寬調制技術(Space Vector Pulse Width Module，SVPWM)的發展，表貼式永磁同步電機(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor，SPMSM)因結構簡單、高效率、高功率密度和高轉矩密度等優點在各種領域得到了廣泛的應用。但振動、溫度、濕度、污染、過載等工作環境都有可能導致電機定子繞組絕緣降低，從而產生匝間短路。如果不能及早發現并做出相應的處理措施，故障將會擴大成更嚴重的相間短路故障或對地短路故障等，造成電機損壞。因此及早診斷出電機匝間短路故障并發出警告，對保障電機安全運行和減少經濟損失具有重大意義。目前診斷表貼式永磁同步電機匝間短路故障最常用的方法主要有兩種：一是通過對定子電流進行信號分析，從中提取出故障特征來判斷匝間短路，該方法計算量較大，不易實時診斷出故障，而且不能診斷出故障相；二是通過檢測零序電壓中的基波和三次諧波的變化來判斷匝間短路，不僅計算量大，而且需要引出電機中性點。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供一種診斷表貼式永磁同步電機匝間短路故障方法，只需實時檢測出三相繞組的阻抗模比與正常工作狀態下阻抗模比相比較就可以診斷出是否出現匝間短路故障以及故障相，不僅計算量小，而且無需增加硬件電路，無需引出電機中性點，無需檢測零序電壓。

下面說明本發明所涉及的工作原理。

三相繞組星形連接的表貼式永磁同步電機控制系統如圖1所示，設表貼式永磁同步電機三相繞組阻抗模分別為|Z_a|、|Z_b|、|Z_c|，阻抗模比為：

K₁＝|Z_a|/|Z_c|(1)

K₂＝|Z_b|/|Z_c|(2)

假設正常工作狀態下表貼式永磁同步電機三相繞組阻抗模比為K_1nom、K_2nom。

如果某相發生匝間短路故障，其三相繞組阻抗模將偏離正常工作狀態，相應的阻抗模比也會發生變化，即K₁≠K_1nom或K₂≠K_2nom。

因此，只要實時檢測出三相繞組的阻抗模比與正常工作狀態下阻抗模比相比較就可以診斷出是否出現匝間短路故障以及故障相。

在采用SVPWM控制技術時，定義逆變器三個橋臂的開關狀態為S_a、S_b、S_c，當同一橋臂的上橋臂導通、下橋臂關斷時S_{x(x＝a，b，c)}＝1；當同一橋臂的上橋臂關斷、下橋臂導通時S_{x(x＝a，b，c)}＝0，用U＝(S_a，S_b，S_c)表示開關狀態組合，共有6個有效開關狀態組合，分別是U₁(001)，U₂(010)，U₃(011)，U₄(100)，U₅(101)，U₆(110)。