[发明专利]一种双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法

说明书

本发明属于多相电动机驱动系统故障诊断领域，特别涉及到一种双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法。该方法针对双三相永磁同步电机驱动系统故障后电流的周期性，提取一个电流周期的六相定子电流进行z1z2谐波分量变换，根据z1z2谐波电流分量特征进行故障诊断；分别计算z1z2谐波平面电流分量散点图的质心位置和信息维数作为故障诊断的两个主要特征，进行故障诊断。本发明提供驱动系统故障诊断方法在保持原变换矩阵的基础上，对于z1z2谐波平面信号特点进行分类，提高故障诊断的效率。

技术领域

本发明涉及多相电动机的故障诊断领域，尤其涉及一种双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法。

背景技术

多相电动机拥有转动脉动小、适用于低压大功率、谐波小、容错性能好、噪声小节约能源等优点越来越受到人们的关注。目前多相电机多用于航空航天、精密医疗器械、军事、船舶舰艇等对电动机的可靠性、控制精度要求较高的领域，不过随着其他行业的兴起，多相电机将会更广泛的进入到人们的生活中，特别是现在的轨道交通和即将普及的电动汽车领域，多相电机肯定会扮演着越来越重要的角色。

在多相机的控制越发成熟的时候，对于驱动系统的故障诊断及容错控制变得十分重要。双三相永磁同步电机有一定的容错运行能力，在单桥臂或者双桥臂故障下，其依然有一定的稳定性，但谐波干扰会变大，对于双三相永磁同步电机的冲击磨损会变大。如故障出现军事等需要高稳定度的场合就需要及时将故障情况诊断出来进行相应的容错控制，保证设备和人员的安全。

针对双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断，现有的方法大多是将六相定子电流分解到基波静止平面去研究故障后的轨迹的运行的特点。无论是直接分解到六相的基本静止平面还是分解到两个三相基波静止平面，由于轨迹特点有限相似度较高，并不能将一个桥臂及两个桥臂断路的全部78种故障情况诊断出来。往往只针对单独断一个桥臂及断一相的故障进行故障诊断的讨论。针对故障后六相电流的进行小波变换提取谐波特点的故障诊断，往往仅将特征向量带入到支持向量机等分类方法中进行故障特征的分类，不能给出故障情况和谐波之间一个很好的对应关系，结合信号提取本身的误差，就有了故障诊断准确性的问题。

发明内容

针对现有驱动系统故障诊断的不全面性和驱动系统故障诊断的不准确性及其他弊端，经过反复研究和试验验证，本发明提供一种以故障后z1z2谐波平面分量作为故障诊断对象的双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法。

为了实现上述发明内容，本发明的的技术方案为：

一种双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法，该故障诊断方法的步骤是：

步骤一：采集一个电流周期的六相定子电流，

步骤二：计算z1z2谐波平面电流分量并构成散点图；

步骤三：计算一个电流周期下z1z2谐波平面电流分量的质心并进行具体故障区域的划分；

步骤四：计算经过统一故障区域旋转变换后的一个电流周期的z1z2谐波平面电流分量散点的信息维数进行故障模式的划分；

步骤五：结合故障区域和故障模式完成总体的故障诊断。

所述的双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法，采集一个电流周期的六相定子电流的具体步骤是：

以系统转速给定信号结合电机的信息，确定正常运行时的双三相永磁同步电机定子电流的变化周期，由于双三相永磁同步电机的短时容错能力，设置故障后一个电流周期等于故障前的一个电流周期。

所述的双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断方法，计算z1z2谐波平面电流分量并构成散点图的具体步骤是：

取故障后的一个电流周期的六相定子电流，将每个采样时刻的六相定子电流使用坐标变换，变换为z1z2谐波平面电流分量；