[發明專利]一種輪轂電機偏心與退磁故障解耦診斷方法與裝置

有效

• 申請號: 201810335688.7
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108614212B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 張業成;王軍;劉國海
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01B7/312;G01R33/12
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開電機故障診斷技術領域中的一種輪轂電機偏心與退磁故障解耦診斷方法與裝置，于輪轂電機中心軸徑向對稱的兩個定子齒槽內裝2N個霍爾傳感器，每個定子齒槽內有N個霍爾傳感器沿軸向上等距離布置，徑向對稱的兩個定子齒槽內的霍爾傳感器在同一直徑線上，2N個霍爾傳感器經多路電壓信號采集盒連接上位機；電機轉子上裝有光電編碼器，光電編碼器連接至上位機；電流傳感器檢測定子繞組電流；多路電壓信號采集盒分別連接電流傳感器和逆變器，電流傳感器連接定子繞組電流，逆變器控制定子繞組的電流大小；依據霍爾傳感器電機獲取軸向上的磁感應強度，依據故障特征值準確識別故障，達到偏心與退磁耦合故障解耦診斷的目的。

技術領域

本發明涉及電機故障診斷技術領域，具體地是通過霍爾傳感器對輪轂電機內部磁場進行監測，根據監測結果對故障進行診斷。

背景技術

輪轂電機的最大特點是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，使電動車輛的機械部分大大簡化，輪轂電機省略了大量傳動部件，讓車輛結構更簡單，可實現多種復雜的驅動方式。隨著輪轂電機應用范圍的不斷擴大，它的工作環境也愈加惡劣，因此輪轂電機不可避免的會出現各種故障。常見的故障有以下幾種：1.由于制造工藝的問題，造成外轉子與內定子軸線不重合，稱為靜態偏心故障。2.由于電機長時間工作而造成磨損導致外轉子與內定子軸線不重合，稱為動態偏心故障。3.由于局部溫度升高，造成永磁體的局部矯頑力下降，從而局部失去磁性，稱為失磁。電機發生這些故障后，效率會大大下降，嚴重的還可能會導致電機停轉，甚至對電機造成永久性的不可逆損傷，因此需要及時發現故障。

電機發生故障往往不是單一的，故障之間存在耦合問題，要想實現故障的準確判斷，智能檢測分離耦合故障至關重要。而傳統的輪轂電機故障檢測方法大多都存在只能對單一類型的故障進行診斷的問題。現有的故障檢測手段有的依賴于電機參數易受到運行狀態的影響，無法識別故障位置及故障程度。有的使用了復雜的傳感器系統，能夠實現檢測多種故障，但卻并不能對故障解耦。也不能對軸向偏心有效檢測。例如，在電機每個定子槽上繞制線圈，并對這些線圈依次編號，通過提取每一個感應線圈由定子電流和轉子永磁體產生的隨時間變化的感應電動勢對電機進行監測，然后計算每一個定子齒上的線圈故障值，將故障值與設置的閾值作比較，根據結果判斷故障，若被監測電機上的任何一個或多個線圈上的故障特征超過閾值，則電機故障，然后根據故障值的特征對電機的故障進行判定，據此方法可以對匝間短路故障、永磁體失磁故障、偏心故障進行診斷，并且根據故障值的大小及線圈編號識別故障程度及故障位置，但是，在電機發生斜偏心故障或者局部退磁故障時，該種檢測裝置無法進行有效檢測，檢測裝置的靈敏度低，不能對電機故障位置進行準確定位。

又如現有的檢測系統是在電子鐵芯內側的同一圓周面上按下列方式排布磁場檢測線圈陣列：在不同軸向位置上設置各磁場檢測環，磁場檢測環中各磁場檢測線圈間隔、相鄰磁場檢測環之間磁場檢測圈數量相等，并且一一對應地處在軸線的同一平行線上；磁場檢測線圈的引線接入感應電機的接線盒；通過分析對比磁場信號的特征，判斷感應電機氣隙偏心故障類型，不僅可以檢測軸向均勻偏心，也能夠檢測軸向不均勻偏心。但是該種檢測裝置結構復雜，靈敏度低，難以準確判斷故障發生的準確位置。

研究電機故障檢測系統使用的傳感器主要是線圈，將線圈安裝在定子上，通過線圈中感應電動勢的變化感知電機內部磁場，但是線圈感應磁場的靈敏度低，更易受到溫度等因素的影響，不能對故障程度作出精確判斷。因此，檢測結果不夠全面，此外，結構復雜，產生大量的數據，不便于后期處理。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足之處，提供一種輪轂電機偏心與退磁故障解耦診斷方法與裝置，結構簡單，檢測準確，能對輪轂電機的多種類型的故障實現解耦診斷。