[發(fā)明專利]一種列車牽引電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010880429.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN111880097B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李華;曹虎;汪志;王夢(mèng)謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G01R31/52
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 李紅巖

本發(fā)明涉及一種列車牽引電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法，包括：獲取電機(jī)實(shí)時(shí)磁鏈數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)d軸電感值，計(jì)算得到實(shí)時(shí)三相對(duì)稱短路電流閾值；根據(jù)電機(jī)定子電流頻率和第一時(shí)間系數(shù)得到第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)，通過第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)、電機(jī)定子電流基波周期和第二時(shí)間系數(shù)得到峰值數(shù)量閾值；根據(jù)第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)、反電動(dòng)勢(shì)值、定子電阻值及散熱系數(shù)得到溫度差值閾值；獲取其它電機(jī)的第二實(shí)時(shí)定子溫度值，得到平均定子溫度值；根據(jù)電機(jī)的第一實(shí)時(shí)定子溫度值與平均定子溫度值得到第一溫度差值；在第一時(shí)間范圍內(nèi)，當(dāng)電機(jī)相電流峰值大于實(shí)時(shí)三相對(duì)稱短路電流閾值的次數(shù)超過峰值數(shù)量閾值，并且第一溫度差值超過溫度差值閾值時(shí)，輸出電機(jī)三相對(duì)稱短路故障信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及列車故障檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種列車牽引電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在軌道牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中，永磁同步電機(jī)以其高效率、高功率密度、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)受到國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注。牽引系統(tǒng)采用永磁同步電機(jī)，可有效降低系統(tǒng)能耗、噪音水平，電機(jī)日常維護(hù)工作減少，符合建立綠色城市交通系統(tǒng)的理念，已成為下一代軌道交通的發(fā)展方向。

同時(shí)，與傳統(tǒng)異步牽引電機(jī)相比，永磁同步牽引電機(jī)也存在一些缺點(diǎn)和特殊性，比如，永磁同步電機(jī)由永磁體勵(lì)磁，無法關(guān)斷，只要電機(jī)旋轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生反電勢(shì)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生三相對(duì)稱短路，電機(jī)的反電勢(shì)會(huì)產(chǎn)生很高的短路電流，使永磁體失磁；同時(shí)，較大的反電動(dòng)勢(shì)作用在電機(jī)定子電阻上，使電機(jī)溫度迅速升高，如果不及時(shí)檢測(cè)診斷出三相短路故障，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象，影響電機(jī)正常運(yùn)營(yíng)。

針對(duì)于此，一些研究工作者提出了一些檢測(cè)診斷方法，具體如下：

專利CN103487718B利用零序電壓及其三次諧波的幅值進(jìn)行判斷是否發(fā)生電機(jī)匝間短路故障。該專利需要通過電機(jī)采用計(jì)算電壓和三次諧波，判斷邏輯比較復(fù)雜，不宜于工程化實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，牽引系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性受此影響較大。

專利CN104007358B采用仿真模擬永磁同步電機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況得到工況下的短路故障閾值，然后與系統(tǒng)實(shí)際電流進(jìn)行判斷，確定是否發(fā)生短路故障。

該專利通過仿真模擬實(shí)際運(yùn)行工況，故障診斷的精準(zhǔn)性很依賴仿真模型的準(zhǔn)確與否，同時(shí)永磁同步電機(jī)不同短路故障的電流特性是不一樣，需要針對(duì)具體故障進(jìn)行針對(duì)性分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種列車牽引電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法，基于永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型理論分析，并結(jié)合實(shí)際永磁同步電機(jī)試驗(yàn)結(jié)果，提出一種適合于永磁同步牽引系統(tǒng)列車的永磁同步電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法，以保障永磁同步牽引系統(tǒng)列車安全可靠運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種列車牽引電機(jī)三相對(duì)稱短路故障檢測(cè)方法，包括：

獲取電機(jī)的實(shí)時(shí)磁鏈數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)d軸電感值；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)磁鏈數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)d軸電感值和預(yù)設(shè)的短路電流閾值參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)閾值處理，得到實(shí)時(shí)三相對(duì)稱短路電流閾值；

根據(jù)所述電機(jī)的定子電流頻率和預(yù)設(shè)的第一時(shí)間系數(shù)進(jìn)行時(shí)間范圍計(jì)算，得到第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)、所述電機(jī)的定子電流基波周期和預(yù)設(shè)的第二時(shí)間系數(shù)進(jìn)行峰值數(shù)量處理，得到峰值數(shù)量閾值；

根據(jù)所述第一時(shí)間范圍數(shù)據(jù)、所述電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)值、所述電機(jī)的定子電阻值和預(yù)設(shè)的散熱系數(shù)進(jìn)行溫度差值處理，得到溫度差值閾值；

獲取所述電機(jī)的第一實(shí)時(shí)定子溫度值和所述列車上其它n個(gè)電機(jī)的第二實(shí)時(shí)定子溫度值；根據(jù)所述其它n個(gè)電機(jī)的第二實(shí)時(shí)定子溫度值進(jìn)行平均值處理，得到平均定子溫度值；

根據(jù)所述電機(jī)的第一實(shí)時(shí)定子溫度值與所述平均定子溫度值進(jìn)行差值處理，得到第一溫度差值；