[发明专利]永磁同步电机控制系统的高阻抗连接故障诊断系统

说明书

本发明公开一种永磁同步电机控制系统高阻抗连接故障诊断系统，参考模型模块输出离散化参考模型电流，离散化参考模型电流和离散化电流输入到电压失真模块中，电压失真模块得到的平均失真电压和电机控制系统输出的电流输入到故障特征信号模块中，故障特征信号模块得到的故障特征信号输入到故障信号提取模块，故障信号提取模块提取出振幅和初始相位角，振幅、初始相位角和电机控制系统输出的电流共同输入到故障诊断定位模块中，故障诊断定位模块根据初始相位角的大小判断出故障位置；本发明通过计算出的失真电压以及根据分解故障诊断信号直接获得单相或双相故障类型，根据附加电阻大小关系判断故障严重程度。

技术领域

本发明属于永磁同步电机技术领域，特别涉及永磁同步电机的变速驱动控制系统的故障诊断技术。

背景技术

变速驱动在工业应用中得到了广泛的应用，特别是永磁同步电机的驱动控制系统，具有高效率、高扭矩和小体积等优点，然而，其在主传动系统中可能发生多种故障，主要包括电气故障、机械故障和退磁故障。其中高阻抗连接是工业电机常见的电气故障之一，高阻抗连接中过度局部加热导致的接头失效是工业配电系统故障的主要根源之一。高阻抗连接可能是由于工艺差、热循环和振动或由于点蚀、腐蚀或污染而造成的接触面损坏等综合因素造成的。由于电气故障不能及时诊断，其传播会造成严重的意外后果。因此，为了防止严重损坏的发生，提高电机的可靠性，必须进行故障诊断。

中国专利申请号为201810411549.8、名称为“一种永磁同步电机故障检测方法和系统”的文献中提出的故障检测技术，是采用经过图像处理的图像数据进行特征提取，在无需直接接触电机情况下判断电机故障，但其存在的问题是：对于模型参数失配不具有鲁棒性，受参数变化影响严重，需要额外设备，可靠性差。

发明内容

本发明的目的是针对永磁同步电机驱动控制系统出现故障时诊断可靠性差的问题情况，提供了一种永磁同步电机控制系统的高阻抗连接故障诊断系统，能有效进行永磁同步电机控制系统的故障诊断，不仅可以检测出高阻抗连接故障，而且可以估计故障严重程度，保证故障诊断的可靠性。

本发明所述的永磁同步电机控制系统的高阻抗连接故障诊断系统采用的技术方案是：其由依次串联的参考模型模块、电压失真模块、故障特征信号模块、故障信号提取模块和故障诊断定位模块组成，永磁同步电机控制系统的输出端分别连接参考模型模块、故障特征信号模块以及故障诊断定位模块，永磁同步电机控制系统输出的电流i_d、i_q经离散化后得到离散化电流i_d(k)、i_q(k)，离散化电流i_d(k)、i_q(k)与永磁同步电机控制系统输出的电压u_d、u_q共同输入到参考模型模块中，参考模型模块输出的是离散化参考模型电流i_dm(k)、i_qm(k)，离散化参考模型电流i_dm(k)、i_qm(k)和离散化电流i_d(k)、i_q(k)共同输入到电压失真模块中，电压失真模块得到平均失真电压Δu_d、Δu_q，平均失真电压Δu_d、Δu_q和电流i_d、i_q共同输入到故障特征信号模块中，故障特征信号模块根据电流i_d、i_q和平均失真电压Δu_d、Δu_q得到故障特征信号F_sum，该故障特征信号F_sum输入到故障信号提取模块，故障信号提取模块根据故障特征信号F_sum提取出F_sum的振幅F₂和初始相位角θ_f，振幅F₂、初始相位角θ_f和电流i_d、i_q共同输入到故障诊断定位模块中，故障诊断定位模块根据初始相位角θ_f的大小判断出故障位置。