[发明专利]一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法，包括以下步骤：S1、假设在某一相定子绕组发生匝间短路的情况下，利用扩展卡尔曼滤波器估算出该相的短路电流和短路匝数；如此，利用扩展卡尔曼滤波器估算出三个短路电流和三个短路匝数；S2、选取三个短路电流和三个短路匝数中短路电流幅值最大量与设定的阈值比较，若所选短路电流幅值最大量大于设定的阈值时，表明有匝间短路故障发生；若所选短路电流幅值不大于设定的阈值时，表明没有匝间短路故障发生；S3、判断故障相：在出现匝间短路故障的情况下，三个短路电流幅值中短路电流幅值最大量所在的相即为故障相。

主权项

1.一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、假设在某一相定子绕组发生匝间短路的情况下，利用扩展卡尔曼滤波器估算出该相的短路电流和短路匝数；如此，利用扩展卡尔曼滤波器估算出三个短路电流和三个短路匝数；S2、判断是否出现匝间短路故障：选取三个短路电流和三个短路匝数中短路电流幅值最大量与设定的阈值比较，若所选短路电流幅值最大量大于设定的阈值时，表明有匝间短路故障发生；若所选短路电流幅值不大于设定的阈值时，表明没有匝间短路故障发生；S3、判断故障相：在出现匝间短路故障的情况下，三个短路电流幅值中短路电流幅值最大量所在的相即为故障相；利用扩展卡尔曼滤波器计算某一相的短路电流和短路匝数的方法为：以a相出现匝间短路故障为例，根据永磁同步电机匝间短路故障下的电流状态方程，选取状态变量和输入变量分别为其中，V_α和V_β为两相静止坐标系定子电压，i_α和i_β为两相静止坐标系定子电流，μ为a相绕组短路匝数比，i_f为短路回路电流，则系统对应的非线性方程为式中：ω是零均值高斯白噪声，u为输入向量；式中：R_f是短路电阻，R_s是定子电阻，电感L_c＝L‑M，L是自感，M是互感；选取αβ坐标系下的定子电流作为观测输出量，即y＝[i_α i_β]^T，得到系统的测量方程为y＝h(x)+v式中：v是零均值白噪声；对f(x)和h(x)分别进行线性化处理得到相应的雅克布矩阵为：式中：f₄₁＝f₄₂＝f₄₃＝f₄₄＝0；线性化处理以后，选取协方差矩阵Q和R，套用已知的扩展卡尔曼滤波器公式估算出短路电流和短路匝数。