[發明專利]一種永磁同步電機性能退化評估方法和系統

在審

• 申請號: 201810411798.7
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108614940A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 袁小芳;王浩然;劉琛;劉晉偉;黃國明;史可
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟S100：采集永磁同步電機正常狀態以及永磁同步電機處于不同退化狀態下的電機定子電流信號和振動信號；

步驟S200：根據永磁同步電機正常狀態以及永磁同步電機處于不同退化狀態下的電機定子電流信號和振動信號提取電機處于不同狀態下電機性能退化特征向量；

步驟S300：用電機處于不同狀態下的電機性能退化特征向量分別訓練其對應的分類支持向量機模型；

步驟S400：采集待評估永磁同步電機的電機定子電流信號和振動信號，并提取其電機性能退化特征向量，并利用永磁同步電機處于正常狀態下的支持向量機模型和預設閾值判斷待評估永磁同步電機是否處于正常狀態，若處于不正常狀態則計算待評估永磁同步電機性能退化指標。

2.根據權利要求1所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，步驟S200具體為：

步驟S210：將永磁同步電機處于正常狀態以及永磁同步電機處于不同退化狀態下的電機定子電流信號和振動信號進行經驗模態分解，選取每種信號的若干個IMF分量；

步驟S220：計算所有IMF分量的能量；

步驟S230：將所有IMF分量能量分別進行歸一化處理；

步驟S240：用不同狀態下的歸一化IMF分量能量分別構建不同狀態下電機性能退化特征向量。

3.根據權利要求2所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，步驟S300具體為：用拉格朗日乘子、高斯核函數和不同狀態下電機性能退化特征向量分別訓練不同狀態下分類支持向量機模型，并得到不同狀態下模型超球體，得到每個模型的超球體的球心和半徑。

4.根據權利要求3所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，在所述步驟400中具體為：

步驟S410：計算處于不同退化狀態下永磁同步電機模型超球體球心與正常狀態下永磁同步電機模型超球體球心之間的廣義距離和相對距離；

步驟S420：采集待評估永磁同步電機的電機定子電流信號和振動信號并提取電機性能退化特征向量；

步驟S430：計算待評估永磁同步電機的電機性能退化特征向量與不同狀態下分類支持向量機模型的超球體球心之間的廣義距離和相對距離；

步驟S440：判斷待評估永磁同步電機的電機性能退化特征向量與正常狀態下分類支持向量機模型的超球體球心之間相對距離是否小于預設閾值，若小于則待評估永磁同步電機處于正常狀態，反之則進入步驟S450；

步驟S450：比較待評估永磁同步電機的電機性能退化特征向量與非正常狀態下分類支持向量機模型的超球體球心之間相對距離，進而計算待評估永磁同步電機性能退化指標。

5.根據權利要求4所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，所述步驟S100中永磁同步電機正常狀態以及永磁同步電機處于不同退化狀態具體為：取5臺同種型號的永磁同步電機，其中第1臺為全新正常的永磁同步電機，第2臺為軸承性能高度退化的永磁同步電機，第3臺為永磁體性能高度退化的永磁同步電機，第4臺為轉子偏心退化的永磁同步電機，第5臺為絕緣性能高度退化的永磁同步電機。

6.根據權利要求5所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，所述步驟S100具體為：正常電機運行50分鐘，每隔1分鐘對定子電流和振動信號進行采樣，每次采樣持續5秒；其余4臺處于不同退化狀態永磁同步電機均運行10分鐘，每隔12秒對定子電流信號和振動信號進行采樣，每次采樣持續5秒。

7.根據權利要求6所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，所述振動信號是指振動的位移，速度，加速度信號。

8.根據權利要求7所述的永磁同步電機性能退化評估方法，其特征在于，所述步驟S210中選取每種信號的若干個IMF分量具體為選取每種信號的前6個IMF分量。

9.一種永磁同步電機性能退化評估系統，其特征在于，包括信號采集模塊、特征提取模塊、模型建立模塊和性能退化評估模塊，其中：

信號采集模塊，用于采集永磁同步電機正常狀態以及永磁同步電機處于不同退化狀態下的電機定子電流信號和振動信號發送給特征提取模塊；

特征提取模塊，用于根據信號采集模塊發送的電機定子電流信號和振動信號提取不同狀態下電機性能退化特征向量，發送給模型建立模塊；

模型建立模塊，用于根據特征提取模塊發送的不同狀態下電機性能退化特征向量分別訓練不同狀態下分類支持向量機模型；

性能退化評估模塊，用于采集待評估永磁同步電機的電機定子電流信號和振動信號提取電機性能退化特征向量，采用模型建立模塊的永磁同步電機處于正常狀態下的支持向量機模型和預設閾值判斷待評估永磁同步電機是否處于正常狀態，若處于不正常狀態則計算待評估永磁同步電機性能退化指標。