[发明专利]一种基于永磁同步电机防失磁诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于永磁同步电机防失磁诊断方法，该方法包括如下步骤，永磁同步电机失磁状态的检测方法即永磁体失磁造成磁密分布非正弦时，分析此时反电势由磁密波形畸变引起的变化，通过对电机的反电势系数进行傅里叶分析，在转子同步参考坐标系下，表现为6n次的谐波，不仅减少永磁体失磁故障而造成的经济损失，实现了对永磁电机永磁体失磁实现在线监测，避免电机失磁带来的损失，从而降低维护成本，提高对永磁电机故障检测和分析的能力，将成为保证永磁电机安全可靠运行。

主权项

一种基于永磁同步电机防失磁诊断方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)永磁同步电机失磁状态的检测方法 A、永磁体失磁造成磁密分布非正弦时，分析此时反电势由磁密波形畸变引起的变化，通过对电机的反电势系数进行傅里叶分析，在转子同步参考坐标系下，表现为6n次的谐波；可以推断此时转子磁链也包含相同次数的谐波； 当永磁体失磁，磁密波形为非正弦畸变时，永磁体磁链在d‑q轴产生新的分量ψ_rd、ψ_rq因为磁链变化相对缓慢，可以将d‑q轴磁链当作稳态值处理： 构建如下的状态方程： 永磁体失磁导致磁密波形变化，包括幅值变化、幅值和位置变化以及非正弦畸变三种；其中，非正弦畸变最复杂，因此，选择磁密非正弦畸变进行分析； B、永磁体产生的磁链包含的谐波阶数为5,7,11,…(3n次谐波抵消了)。转换到同步旋转坐标系下为6次，12次等6n次谐波； 磁密分布正弦时，转子直轴磁链ψ_rd为常数，交轴磁链ψ_rq为0。但是当永磁铁失磁，磁密分布非正弦时，从上面的方程中可以看出，ψ_rd0和ψ_rq0为恒定分量，此外磁链中还包含6n次的谐波；谐波磁链中6次和12次分量最大；简化计算中，18次以上的谐波分量可以忽略不计； 2)构建转磁通的滑模变结构观测器，实现对转子磁路的观测方法 取状态变量：令由电流方程得到PMSM的状态方程为 式中：描述的对象构造如下观测器： 其中：为x的观测值，sgn(·)为符号函数，k为大于零的待设计的值；定义观测器的偏差：建立偏差方程： 选取滑模面 到达滑模面后由滑模等值原理可知： 可知 Dd＝ksgne 由状态方程，可进一步化为： 取其中则有：估计转子磁通算式为。