[发明专利]一种海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识方法

权利要求书

1.一种海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取待故障识别的海上双馈电机的三相信号，包括定子三相电压、转子三相电压、定子三相电流、转子三相电流和转子转速；

2)将三相信号转换到dq轴坐标系，获取电机参数，再将三相信号转换到αβ轴坐标系，通过观测器获取估计定子电流，计算出估计电流差并分解，得到故障严重程度因子ξ，具体包括以下步骤：

21)将采集的三相信号变换到dq轴坐标系，在每一采样周期T_s计算输出一组电机参数，包括定子等效两相绕组的自感L_s、转子等效两相绕组的自感L_r、定子与转子同轴等效绕组间的互感L_m、定子阻抗R_s和转子阻抗R_r；

22)将采集的三相信号变换到αβ轴坐标系，通过观测器计算估计定子电流计算式为：

其中，为αβ0坐标系中定子绕组磁通观测值，U_αβs为αβ0坐标系中定子电压，为通过观测器计算出的估计定子电流，U_αβr为αβ0坐标系中转子电压，R_r为转子阻抗，为通过观测器计算出的估计转子电流，Q为常数矩阵，为转子转速；

23)根据估计定子电流计算电流估计差e_αβs，电流估计差e_αβs计算式为：

其中，i_αβs为实际电机的定子电流，为通过观测器计算估计定子电流，为固有误差；

24)根据电流估计差e_αβs进行重构得到故障信号

25)计算故障严重程度因子ξ：

其中，I_N为电机额定电流，为故障矢量，i_f为故障电流，为故障信号的模值；

3)当匝间短路故障引起的故障严重程度ξ幅值到达故障预警值时，则该待故障识别的海上双馈电机发生定子绕组匝间短路故障。

2.根据权利要求1所述的一种海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识方法，其特征在于，所述的步骤24)具体包括以下步骤：

241)将电流估计差e_αβs投影到反向旋转坐标系中，通过低通滤波器获取电流估计差负序分量e_Isn的直流信号，再将电流估计差负序分量e_Isn的直流信号投影到正向旋转坐标系中，得到电流估计差的负序分量e_Isn；

242)将电流估计差负序分量e_Isn的直流信号投影到以角度旋转的坐标系中得到不含固有误差信息的信号，并且将信号与电流估计差负序分量e_Isn作和重构得到故障信号

3.根据权利要求1所述的一种海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识方法，其特征在于，所述的步骤2)还包括以下步骤：

26)计算出故障相的故障系数角并且根据故障系数角的数值确定发生故障的具体相号。

4.根据权利要求3所述的一种海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识方法，其特征在于，当故障相的故障系数角分别为0、2π/3或4π/3时，对应的故障分别发生在a、b、c相。