[发明专利]一种多相电机缺相故障下坐标变换矩阵的构造方法

说明书

本发明公开了一种多相电机缺相故障下坐标变换矩阵的构造方法，包括以下步骤：(1)构造基本特定向量组M₀；(2)构造一次谐波向量组H_Ⅰ；(3)构造一次特定无关组M_Ⅰ；(4)判断处理一次特定无关组M_Ⅰ；(5)构造三次谐波向量组H_Ⅲ；(6)构造三次特定无关组M_Ⅲ；(7)判断处理三次特定无关组M_Ⅲ；(8)按按步骤(5)至步骤(7)的方法，构造五次谐波向量组H_Ⅴ，构造五次特定无关组M_Ⅴ，判断处理五次特定无关组M_Ⅴ；(9)按步骤(8)类推。本发明易于程序化实现，可快速准确地得到任意多相电机任意缺相故障下的坐标变换矩阵，所得的坐标变换矩阵能降低多相电机维数、简化多相电机原始模型，可用于多相电机故障建模、故障特征信号提取、容错控制。

技术领域

本发明属于电机故障诊断与容错控制领域，涉及一种多相电机缺相故障下坐标变换矩阵的构造方法。

背景技术

在复杂多变的工况下，多相电机会出现一相甚至几相绕组的开路故障，有的故障最终也可等效成一相或几相绕组的开路故障。对多相电机实施有效的继电保护、故障诊断和容错控制，需要深入了解多相电机缺相故障下的动态特性。为此，需要建立多相电机缺相故障下的动态数学模型。

传统的多相电机缺相建模，是在多相电机正常Park模型的基础上，引入一些约束条件。譬如，若定子一相绕组开路，则令该相绕组的电阻为无穷大。然而，Park模型要在电机多相参数为对称状态时才是正确的，当电机绕组发生开路故障时，多相参数对称一般不满足。

在多相电机原始正常模型的基础上，删掉开路故障绕组的物理量，就可以得到多相电机原始缺相模型。这种原始缺相模型在电机多相参数不对称时仍然可以使用，但是这种模型不能直接用于容错控制，因为这是由一组线性变系数微分方程构成的模型，其部分参数随着定、转子间相对位置的变化而变化。在线地检测定、转子间的相对位置并用于实时控制，计算量非常大而且有时不收敛。

将多相电机原始缺相模型进行坐标变换，可得到多相电机解耦缺相模型，在解耦缺相模型的基础上，可方便地实施容错控制，因此建模与控制的一个关键就是坐标变换。坐标变换矩阵不是唯一的，因此构造方案也不是唯一的，不同的坐标变换矩阵得到的电机等效模型不尽相同。传统的方法是通过解向量方程组来得到坐标变换矩阵，但是该向量方程组的解不是唯一的，也没有通解表达式。不同的需求所对应的“最佳”坐标变换矩阵，往往是通过反复试凑、反复验证得到的。

为此申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种多相电机缺相故障下坐标变换矩阵的构造方法，该方法可快速准确地得到任意多相电机任意缺相故障下的坐标变换矩阵。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种多相电机缺相故障下坐标变换矩阵的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构造基本特定向量组M₀步骤；

(2)构造一次谐波向量组H_Ⅰ步骤；

(3)构造一次特定无关组M_Ⅰ步骤；

(4)判断处理一次特定无关组M_Ⅰ步骤；

(5)构造三次谐波向量组H_Ⅲ步骤；

(6)构造三次特定无关组M_Ⅲ步骤；

(7)判断处理三次特定无关组M_Ⅲ步骤；