[发明专利]一种轮毂电机偏心与退磁故障解耦诊断方法与装置

说明书

本发明公开电机故障诊断技术领域中的一种轮毂电机偏心与退磁故障解耦诊断方法与装置，于轮毂电机中心轴径向对称的两个定子齿槽内装2N个霍尔传感器，每个定子齿槽内有N个霍尔传感器沿轴向上等距离布置，径向对称的两个定子齿槽内的霍尔传感器在同一直径线上，2N个霍尔传感器经多路电压信号采集盒连接上位机；电机转子上装有光电编码器，光电编码器连接至上位机；电流传感器检测定子绕组电流；多路电压信号采集盒分别连接电流传感器和逆变器，电流传感器连接定子绕组电流，逆变器控制定子绕组的电流大小；依据霍尔传感器电机获取轴向上的磁感应强度，依据故障特征值准确识别故障，达到偏心与退磁耦合故障解耦诊断的目的。

技术领域

本发明涉及电机故障诊断技术领域，具体地是通过霍尔传感器对轮毂电机内部磁场进行监测，根据监测结果对故障进行诊断。

背景技术

轮毂电机的最大特点是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，使电动车辆的机械部分大大简化，轮毂电机省略了大量传动部件，让车辆结构更简单，可实现多种复杂的驱动方式。随着轮毂电机应用范围的不断扩大，它的工作环境也愈加恶劣，因此轮毂电机不可避免的会出现各种故障。常见的故障有以下几种：1.由于制造工艺的问题，造成外转子与内定子轴线不重合，称为静态偏心故障。2.由于电机长时间工作而造成磨损导致外转子与内定子轴线不重合，称为动态偏心故障。3.由于局部温度升高，造成永磁体的局部矫顽力下降，从而局部失去磁性，称为失磁。电机发生这些故障后，效率会大大下降，严重的还可能会导致电机停转，甚至对电机造成永久性的不可逆损伤，因此需要及时发现故障。

电机发生故障往往不是单一的，故障之间存在耦合问题，要想实现故障的准确判断，智能检测分离耦合故障至关重要。而传统的轮毂电机故障检测方法大多都存在只能对单一类型的故障进行诊断的问题。现有的故障检测手段有的依赖于电机参数易受到运行状态的影响，无法识别故障位置及故障程度。有的使用了复杂的传感器系统，能够实现检测多种故障，但却并不能对故障解耦。也不能对轴向偏心有效检测。例如，在电机每个定子槽上绕制线圈，并对这些线圈依次编号，通过提取每一个感应线圈由定子电流和转子永磁体产生的随时间变化的感应电动势对电机进行监测，然后计算每一个定子齿上的线圈故障值，将故障值与设置的阈值作比较，根据结果判断故障，若被监测电机上的任何一个或多个线圈上的故障特征超过阈值，则电机故障，然后根据故障值的特征对电机的故障进行判定，据此方法可以对匝间短路故障、永磁体失磁故障、偏心故障进行诊断，并且根据故障值的大小及线圈编号识别故障程度及故障位置，但是，在电机发生斜偏心故障或者局部退磁故障时，该种检测装置无法进行有效检测，检测装置的灵敏度低，不能对电机故障位置进行准确定位。

又如现有的检测系统是在电子铁芯内侧的同一圆周面上按下列方式排布磁场检测线圈阵列：在不同轴向位置上设置各磁场检测环，磁场检测环中各磁场检测线圈间隔、相邻磁场检测环之间磁场检测圈数量相等，并且一一对应地处在轴线的同一平行线上；磁场检测线圈的引线接入感应电机的接线盒；通过分析对比磁场信号的特征，判断感应电机气隙偏心故障类型，不仅可以检测轴向均匀偏心，也能够检测轴向不均匀偏心。但是该种检测装置结构复杂，灵敏度低，难以准确判断故障发生的准确位置。

研究电机故障检测系统使用的传感器主要是线圈，将线圈安装在定子上，通过线圈中感应电动势的变化感知电机内部磁场，但是线圈感应磁场的灵敏度低，更易受到温度等因素的影响，不能对故障程度作出精确判断。因此，检测结果不够全面，此外，结构复杂，产生大量的数据，不便于后期处理。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种轮毂电机偏心与退磁故障解耦诊断方法与装置，结构简单，检测准确，能对轮毂电机的多种类型的故障实现解耦诊断。