[发明专利]一种三角形连接的永磁同步电机定子绕组电阻性失衡故障诊断方法有效
| 申请号： | 201610327160.6 | 申请日： | 2016-05-16 |
| 公开（公告）号： | CN106026821B | 公开（公告）日： | 2018-05-04 |
| 发明（设计）人： | 杭俊;董天福;丁石川;李国丽 | 申请（专利权）人： | 安徽大学 |
| 主分类号： | H02P21/16 | 分类号： | H02P21/16;H02P21/22 |
| 代理公司： | 合肥市长远专利代理事务所(普通合伙)34119 | 代理人： | 程笃庆,黄乐瑜 |
| 地址： | 230000 安徽*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 三角形 连接 永磁 同步电机 定子 绕组 电阻 失衡 故障诊断 方法 | ||
1.一种三角形连接的永磁同步电机定子绕组电阻性失衡故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立零序电流与电阻偏移量、相电流与电阻偏移量之间的关系，进一步推导出零序电流的平均值与电阻偏移量、相电流的平均值与电阻偏移量之间的数学表达式；
S2、向两相旋转坐标系中直轴参考电流中注入三次不同的直流信号，并记录下每次注入信号后的永磁同步电机的相电流和零序电流；
S3、分别计算三次记录的相电流的平均值和零序电流的平均值，并将其代入S1推导的数学表达式中，估算出定子绕组电阻的偏移量ΔRa、ΔRb、ΔRc；
S4、判断是否存在电阻性失衡故障：若ΔRa>0，表明永磁同步电机存在电阻性失衡故障，且发生在A相，并根据相电阻偏差ΔRa估算故障程度；若ΔRb>0，表明永磁同步电机存在电阻性失衡故障，且发生在B相，并根据相电阻偏差ΔRb估算故障程度；若ΔRc>0，表明永磁同步电机存在电阻性失衡故障，且发生在C相，并根据相电阻偏差ΔRc估算故障程度。
2.根据权利要求1所述的三角形连接的永磁同步电机定子绕组电阻性失衡故障诊断方法，其特征在于，推导零序电流的平均值与电阻偏移量、相电流的平均值与电阻偏移量之间的数学表达式的方法为：
在abc坐标系下三角形连接的永磁电机的电压方程表示为
式中：ua、ub、uc为三相定子电压，ia、ib、ic为三相定子电流，L是定子绕组自感，M是定子绕组互感；Ra、Rb、Rc为三相定子电阻，当永磁电机不存在定子绕组电阻性失衡故障时，Ra、Rb、Rc是相等的；当定子绕组电阻性失衡故障发生时，Ra、Rb、Rc不再相等；λPM,a、λPM,b、λPM,c是三相定子绕组的永磁磁链，其表示为
式中：λPM,1是基波磁链的幅值，v是谐波次数，λPM,v是v次谐波磁链的幅值，θ是转子电角度，θv是v次谐波磁链和基波磁链之间的角度；
将每相定子电阻看成有两部分构成，表示为
根据基尔霍夫电压定律，在三角形连接的永磁电机中，下列等式恒成立
ua+ub+uc＝0(4)
将式(1)代入式(4)并考虑式(3)，得
式中：
定义零序电流为
izsc＝ia+ib+ic(6)
忽略定子电流中高次谐波，定子电流表示为
式中：Ij和θj(j＝a,b,c)分别为定子电流ij中基波的幅值和初始相位角；
将式(6)和(7)代入式(5)，只考虑零序电流中的基波成分，忽略λPM,0的微分，得
将式(8)变换为
式中：ωe＝dθ/dt是转子电角速度；
在式(9)中，将θ看成自变量，izsc看成因变量，得到：
式中：C是任意常数，γ表示为
γ＝tan-1(-ωe(L+2M)/Rs)(11)
令θ趋向于无穷大，式(11)简化为
为了计算方便，式(12)变换为
式中：
零序电流的平均值表示为
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