[发明专利]一种开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法及系统

权利要求书

1.一种新型开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集相电流，将相电流进行分解，得到相电流的频谱；

步骤2，计算频谱中直流分量的幅值，如果直流分量幅值接近于0，则为功率管开路，如果不接近于0再进行步骤3；

步骤3，用基波特征值/直流分量幅值得到谱比特征值，判断谱比特征值是否小于某特定值a，若小于，则可以判断为功率管短路故障，执行步骤4进一步判断短路故障元器件，否则为功率管未发生短路故障，输出结果；

步骤4，计算故障发生周期与故障发生前一个周期的转速脉动系数的比值，若转速脉动系数比值大于某特定值b则为斩波管短路，否则为位置导通管短路。

2.根据权利要求1的开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法搭建的一种新型开关磁阻电机功率变换器故障在线检测系统，其特征在于：所述系统包括：开关磁阻电机①、编码器②、转换模块③、电流传感器④、数据采集模块⑤、上位机检测平台⑥，其中：

(1)编码器②与开关磁阻电机①同轴相连，转换模块③将编码器②输出的脉冲信号进行转换，数据采集模块⑤将转换后的信号采集并上传至上位机检测平台⑥中；

(2)电流传感器④采集开关磁阻电机①各相的相电流，并通过数据采集模块⑤将相电流采集到上位机检测平台⑥中；

(3)在上位机平台⑥中搭建故障特征量计算模块，模块对相电流进行频谱分解，计算谱比特征值；计算故障发生周期与故障发生前一个周期的转速脉动系数比值，得到直流分量、谱比特征值、转速脉动系数比值；

(4)在上位机平台⑥中搭建故障在线检测模块，将直流分量、谱比特征值、转速脉动系数比值作为故障特征量，模块根据直流分量幅值和谱比特征值判断是否发生故障，以及故障相和故障类型；根据转速脉动系数比值判断短路故障元器件。

3.根据权利要求1所描述的新型开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法，对电流特征值的计算方法，其特征在于：

检测功率变换器各相相电流，将相电流经过快速傅里叶变换得到频谱，定义谱比特征值M为基波分量特征值与直流分量幅值的比值

上式中，B₀为基波分量特征值，取值为β倍稳定运行时A₀，β为稳定运行时基波分量与直流分量的平均比值；A₀为直流分量幅值。

4.根据权利要求1所描述的新型开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法，基于权利要求3对电流特征值判断故障的方法，其特征在于：

若某相直流分量幅值接近于0，则该相发生开路故障，否则判断谱比特征值；

若某相谱比特征值小于某特定值a，则该相发生短路故障，否则该相未发生短路故障。

5.根据权利要求1所描述的新型开关磁阻电机功率变换器故障在线检测方法，对转速特征值计算方法以及对转速特征值判断故障方法，其特征在于：

检测电机转速，计算转速脉动系数

式中：n_max为系统稳定运行时的最大转速；n_min为系统稳定运行时的最小转速；n_av为系统稳定运行时的平均转速，将故障发生周期与故障发生前一个周期的转速脉动系数的比值作为转速特征值；

若转速脉动系数比值大于某特定值b，则为斩波管短路，否则为位置导通管短路。