[发明专利]一种永磁同步电机故障检测方法和系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：采集永磁同步电机的正常及带故障的热变化过程的N个一系列时序原始图像数据，j＝1,j≤N；

步骤S200：将第j次的热变化过程的一系列时序原始图像数据采用图像处理技术分割出永磁同步电机表面温度较高的像素区域；

步骤S300：将经过图像处理的第j次的热变化过程的一系列时序图像数据进行特征提取，其中包括温度变化曲线特征、帧间方差振动特征和电机表面温度较高的像素区直方图相关特征；

步骤S400：根据第j次的热变化过程提取的特征确定电机状态类别；

步骤S500：判断j>N是否成立，若不成立，j＝j+1，返回步骤S200，若成立进入步骤S600；

步骤S600：通过N次电机的热变化过程提取的特征及其对应的电机状态类别，建立永磁同步电机故障诊断支持向量机模型；

步骤S700：用训练好的模型对现场的永磁同步电机进行故障判别。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，步骤S100中使用红外热像仪采集原始图像数据，且原始图像数据为灰度图像数据。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，步骤S100中所述热变化过程的一系列时序原始图像数据具体是指一般从冷态开始，对永磁同步电机施加额定阶跃负载后永磁同步电机温度上升到建立新的热平衡时的一系列时序原始图像，红外热像仪设定成预设时间间隔采集永磁同步电机热变化过程的一系列时序原始图像数据。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，在所述步骤200中具体为：

步骤S210：将红外热像仪采集到第j次的热变化过程的一系列时序原始灰度图像转换为真实的温度图像；

步骤S220：将第j次的热变化过程的一系列时序温度图像进行高斯核滤波处理；

步骤S230：在经过滤波处理的第j次的热变化过程的一系列时序温度图像中随机抽取热稳态时间段的一帧图像，计算该抽取帧图像分割的阈值，将该抽取帧图像中低于阈值的像素赋值为0，其它像素值保持不变；

步骤S240：计算步骤S230中所述抽取帧图像像素点均值μ₁和标准差σ₁，将该抽取帧图像中低于μ₁-σ₁的像素点赋值为0，其它像素保持不变，从而分割出永磁同步电机表面温度较高的像素区域。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，所述步骤S300中具体为：

步骤S310：根据步骤S210所述第j次的热变化过程的一系列时序温度图像确定像素最大温度值的随时间变化的曲线；

步骤S320：根据步骤S240所述永磁同步电机表面温度较高的像素区域确定区域边缘最小值；

步骤S330：将热稳态恒定不变像素最大温度值和区域边缘最小值作为特征直方图的上下区间，将区间平均分割成10等份，统计步骤S240所述永磁同步电机表面温度较高的像素区域温度直方图；

步骤S340：计算永磁同步电机表面温度较高的像素区域温度直方图的均值、标准差、偏态、峰度和熵；

步骤S350：提取步骤S310所述像素最大温度值的随时间变化的曲线特征；

步骤S360：计算步骤S220所述经过滤波处理的第j次的热变化过程的一系列时序温度图像的热稳态帧间方差振动特征。

6.根据权利要求5所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，所述步骤S400具体为：

步骤S410：将第j次的热变化过程的提取的特征形成特征向量；

步骤S420：根据特征向量确定电机状态类别。