[發明專利]永磁電機匝間短路剩余絕緣監測方法、裝置和存儲介質

有效

• 申請號: 202110792454.7
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113552452B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉侃;魏東;丁榮軍;梅文慶;文宇良;張定華;王建波;黃慶;陳泳丹
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/52;G01R31/34
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 葉舟

本發明公開了一種永磁電機匝間剩余絕緣監測方法，包括：獲取所述永磁電機工作時的d軸電流信號；基于短時自適應線性神經網絡算法提取所述電流信號中的目標諧波；計算所述目標諧波對應階數的諧波幅值；根據所述諧波幅值中的二階諧波的幅值和正常情況下的二階諧波幅值的差值對所述永磁電機匝間剩余絕緣進行監測。本發明還公開了一種永磁電機匝間剩余絕緣監測裝置及計算機可讀存儲介質。本發明能夠提高對永磁電機故障的檢測精度。

技術領域

本發明涉及電數字數據處理技術領域，尤其涉及一種永磁電機匝間短路剩余絕緣監測方法、裝置和存儲介質。

背景技術

永磁同步電機由于具有高效率、高功率和高轉矩密度的特點而被廣泛使用。當電機頻繁工作在過熱、過壓、沖擊環境下，可能會導致定子繞組匝間短路、永磁體永久性退磁、繞組開路、接地短路等多種電氣故障。在上述各類電氣故障類型中，匝間短路故障占比最高且往往是其他類型電氣故障的起因。

永磁同步電機(permanent magnet synchronous machine,PMSM)匝間短路故障的最初形態是定子繞組內相鄰線圈之間的絕緣不斷退化，在退化過程中短路電流逐漸增大，產生大量熱能進而導致更嚴重的絕緣能力下降。然而，目前關于匝間短路初期故障的研究往往只關注短路匝數的評估，但實際上相鄰兩匝在空間上并非一定相互接觸，比如在同一個槽內的散嵌繞組，首匝與末匝就可能會在空間上相鄰。但匝間短路故障一旦形成，只有絕緣退化到一定程度才會導致附近線圈的大面積短路。因此，能夠實時觀測匝間剩余絕緣的退化情況具有重要的學術和工程意義。

目前基于模型的方法是觀測匝間剩余絕緣的退化情況的常用方式之一，基于模型的方法從故障機理出發，通過電磁場理論推導建立故障模型，最后比較模型輸出和故障閾值得到診斷結果。該方法通常需要設置一個較高的閾值以防止錯誤診斷，但匝間短路初期故障特征極其微弱，因此在該類研究中絕緣電阻通常選擇接近于0，即徹底短路的情況，這導致了基于模型的方法判斷結果不及時。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種永磁電機匝間短路剩余絕緣監測方法、裝置和存儲介質，旨在提高觀測匝間剩余絕緣的退化情況的及時性。

為實現上述目的，本發明提供一種永磁電機匝間剩余絕緣監測方法，所述永磁電機匝間剩余絕緣監測方法包括以下步驟：

獲取所述永磁電機工作時的d軸電流信號i_d；

基于預設算法提取所述電流信號中的目標諧波；

計算所述目標諧波對應階數的諧波幅值；

根據所述諧波幅值中的二階諧波的幅值和正常情況下的二階諧波幅值的差值對所述永磁電機匝間剩余絕緣進行監測。

可選地，所述獲取所述永磁電機工作時的d軸電流信號i_d的步驟包括：

獲取所述永磁電機的轉速信息；

根據所述諧波幅值中的二階諧波的幅值和正常情況下的二階諧波幅值的差值對所述永磁電機匝間剩余絕緣進行監測的步驟包括：

根據所述差值與所述轉速信息的比值作為故障指示信息；

根據所述故障指示信息對所述永磁電機匝間剩余絕緣進行監測。

可選地，所述監測方法還包括：

根據所述故障指示信息和預設閾值判斷所述永磁電機是否故障。

可選地，根據所述故障指示信息對所述永磁電機匝間剩余絕緣進行監測的步驟包括：

基于所述故障指示信息提取出故障特征的時變信息；

獲取所述故障特征的時變信息的變化趨勢作為所述永磁電機匝間剩余絕緣的退化趨勢。