[發明專利]開關磁阻電機功率變換器小波變比故障診斷方法

有效

• 申請號: 201810281036.X
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108254688B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳昊;楊劍;徐帥;董鋒;唐琛;陳祖鴻;任興;金凱豐
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明名稱：開關磁阻電機功率變換器小波變比故障診斷方法摘要：本發明屬于電機驅動系統故障診斷技術領域，一種小波變換的開關磁阻電機系統功率變換器主開關管故障診斷方法。本方法對正常和故障情況下的相電流進行db3小波分析，利用分析所得的三層小波變換低頻系數的平均值和標準差的比值作為特征量實現有效的故障診斷。首先，從開關磁阻電機系統功率變換器中獲取正常和故障下的相電流；然后，選用其中的db3小波對相電流進行三層小波變換獲取第三層低頻系數，并計算出其平均值和標準差；最后將所得平均值和標準差的比值μ作為故障診斷特征量，實現功率短路和開路故障的診斷。所提診斷特征量在轉速和轉矩變化情況診斷準確，體現出一定的魯棒性，具有一定的工程應用價值。

技術領域

本發明涉及一種小波變比的開關磁阻電機系統功率變換器故障診斷方法，尤其是適用于各種相數、不同功率等級、不同拓撲結構的開關磁阻電機功率變換器。

背景技術

功率變換器是開關磁阻電機系統能量轉換的關鍵環節，其正常運行是實現系統高可靠性運行的基礎。針對功率變換器的故障診斷和定位不僅為容錯控制的實施提供有效保證，而且準確的故障診斷也能夠避免故障的進一步傳播，降低系統維修成本，提高系統運行經濟效益。但是現有的故障診斷技術無法保證在不同轉速和不同負載下具有良好的準確性和魯棒性。為解決上述問題，本文提出采用小波變換實現不同轉速和不同負載的準確故障診斷。

發明內容

本發明的目的是克服開關磁阻電機系統功率變換器已有故障診斷技術中存在的問題，提供一種小波低頻系數變比的故障診斷方法實現故障類型的確定和故障器件的準確定位。

為實現上述目的，本發明的新型開關磁阻電機系統功率變換器故障診斷方法的實施步驟是：

1)首先，從功率變換器中獲取正常和故障運行情況下的各相電流，相電流i(t)的小波變換表示為WT_f(a,b)，其基本小波函數為ψ(t)變換得到小波基函數ψ_a,b(t)，小波變換允許性系數C_ψ，進行小波分解后相電流i(t)表示如式(1)所示；

2)然后，選用db3小波對相電流i(t)進行三層多分辨率分解來獲取第三層低頻系數a_i，并計算出其平均值S_mean和標準差σ；其中，平均值和標準差的計算公式分別如式(2)和式(3)所示；

（1）

（2）

（3）

3)將所得平均值S_mean和標準差σ的比值μ作為故障診斷特征量，并確定正常和故障情況的特征量區間以實現準確有效的故障診斷，如式(4)所示；

（4）

在確定診斷法方法的特征量后，需要對μ進行不同取值區間的故障類型劃分，具體劃分規則如下：

1)當0.3μ≤1.3,時，系統為正常工作狀態；

2)當μ1.3時，認為系統發生短路故障，主要指位置管短路故障；