[發(fā)明專利]一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110356253.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN113093052A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝穎;李道璐;蔡蔚;陳鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/52
• 分類號(hào): G01R31/52;G01R31/72;G01R31/34;G06F30/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 于歌

1.一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

初始化：建立電機(jī)模型，該電機(jī)模型中定子繞組總匝數(shù)為N，

步驟一：在故障匝數(shù)區(qū)間內(nèi)均勻選取m個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)，其中，2≤m≤N_k，N_k為故障匝數(shù)區(qū)間內(nèi)故障匝數(shù)點(diǎn)的總數(shù)，初始故障匝數(shù)區(qū)間為[0,N]，

步驟二：分別將m個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)置于電機(jī)模型中，采集每個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特征信號(hào)作為一組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)，利用m組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)構(gòu)建m組標(biāo)準(zhǔn)灰內(nèi)涵序列，將m組標(biāo)準(zhǔn)灰內(nèi)涵序列構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，所述特征信號(hào)中包括：電信號(hào)、磁信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)，

步驟三：分別采集被測(cè)故障電機(jī)的特征信號(hào)作為被測(cè)特征參數(shù)，利用被測(cè)特征參數(shù)構(gòu)建被測(cè)灰內(nèi)涵序列，

步驟四：將被測(cè)灰內(nèi)涵序列與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中的每一組標(biāo)準(zhǔn)灰內(nèi)涵序列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，并將獲得的m組關(guān)聯(lián)度由大到小進(jìn)行排序，

步驟五：將第一關(guān)聯(lián)度和第二關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)作為區(qū)間端點(diǎn)，構(gòu)成第一重區(qū)間，

步驟六：判斷第一重區(qū)間內(nèi)的故障匝數(shù)點(diǎn)總數(shù)是否大于2，是則執(zhí)行步驟七，否則將第一關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)作為被測(cè)電機(jī)定子繞組的故障匝數(shù)，

步驟七：將第一關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)和第一重區(qū)間的中點(diǎn)作為區(qū)間端點(diǎn)，構(gòu)成第二重區(qū)間，

步驟八：判斷第二重區(qū)間內(nèi)的故障匝數(shù)點(diǎn)總數(shù)是否大于2，是則將第二重區(qū)間替換為故障匝數(shù)區(qū)間，然后返回步驟一，否則執(zhí)行步驟九，

步驟九：計(jì)算第一重區(qū)間中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰內(nèi)涵序列，將該灰內(nèi)涵序列與將被測(cè)灰內(nèi)涵序列進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，獲得中間關(guān)聯(lián)度，

步驟十：判斷中間關(guān)聯(lián)度是否大于第一關(guān)聯(lián)度，是則將中間關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)作為被測(cè)電機(jī)定子繞組的故障匝數(shù)，否則將第一關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)作為被測(cè)電機(jī)定子繞組的故障匝數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，利用m組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)構(gòu)建m組標(biāo)準(zhǔn)灰內(nèi)涵序列的具體方法為：

設(shè)行為序列：

其中，X_i為第i個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)，x_i(1),x_i(2),…,x_i(n)為第i組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)中的特征信號(hào)，

根據(jù)下式構(gòu)建x_i(k)在X_i所有特征信號(hào)平均值中的占比y_i(k)：

其中，x_i(k)為第i組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)中第k個(gè)特征信號(hào)，n為第i組標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)中特征信號(hào)的總數(shù)，k＝1,2,...,n，

則m組標(biāo)準(zhǔn)灰內(nèi)涵序列的表達(dá)式為：

其中，Y_i表示第i組灰內(nèi)涵序列。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，根據(jù)下式進(jìn)行關(guān)聯(lián)度R_i計(jì)算：

其中，γ(Y₀,Y_i)為Y₀與Y_i之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，Y₀為被測(cè)灰內(nèi)涵序列，ωk為第i組灰內(nèi)涵序列中第k個(gè)特征信號(hào)的權(quán)重系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，第一重區(qū)間中點(diǎn)的選取方法為：

設(shè)第一重區(qū)間中有M個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)，

當(dāng)M為奇數(shù)時(shí)，位于第一重區(qū)間中間的故障匝數(shù)點(diǎn)為第一重區(qū)間的中點(diǎn)，

當(dāng)M為偶數(shù)時(shí)，位于第一重區(qū)間中間的兩個(gè)故障匝數(shù)點(diǎn)中，靠近第一關(guān)聯(lián)度對(duì)應(yīng)故障匝數(shù)點(diǎn)的故障匝數(shù)點(diǎn)為第一重區(qū)間的中點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，步驟九中，計(jì)算第一重區(qū)間中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰內(nèi)涵序列的具體方法為：

將第一重區(qū)間中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的故障匝數(shù)置于電機(jī)模型中，采集該故障匝數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特征信號(hào)，根據(jù)該特征信號(hào)構(gòu)建灰內(nèi)涵序列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種匝間短路電機(jī)定子繞組故障匝數(shù)的判斷方法，其特征在于，特征信號(hào)中的電信號(hào)包括：反電勢(shì)信號(hào)和短路電流信號(hào)，

特征信號(hào)中的磁信號(hào)包括：磁密信號(hào)，

特征信號(hào)中的振動(dòng)信號(hào)包括：二倍頻振動(dòng)位移信號(hào)、四倍頻振動(dòng)位移信號(hào)、二倍頻振動(dòng)速度信號(hào)和四倍頻振動(dòng)速度信號(hào)。