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基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断方法与装置制造方法及图纸

技术编号:25268748 阅读:66 留言:0更新日期:2020-08-14 23:02
本发明专利技术公开一种永磁同步电机的基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断方法与装置,永磁同步电机的机壳外表面的圆周方向等距离均匀分布有N个加速度传感器,永磁同步电机的定子绕组连接电流传感器和逆变器,电流传感器和N个加速度传感器的输出端均连接信号调理电路的输入端,信号调理电路的输出端经A/D采集转换电路连接单片机,单片机经RS‑232接口电路连接上位机,上位机与DSP处理模块双向连接,DSP处理模块的输出端连接逆变器;首先在一台短路匝数可变的实验用永磁同步电机上获取模型数据,并构建故障诊断模型,基于该模型对待测电机进行故障诊断与检测,能及时检测出早期的单个绕组轻微匝间短路现象。

【技术实现步骤摘要】
基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断方法与装置
本专利技术属于电机的故障诊断与监测领域,尤其是一种永磁同步电机的定子绕组匝间短路的故障诊断方法。
技术介绍
永磁同步电机(Permanentmagnetsynchronousmachine,PWSM)具有功率密度高、转动惯量大、效率高、调速范围宽等优点。近年来在电动汽车、轨道交通、风力发电等高效能应用场合获得广泛应用。实际使用时,由于长期运行,受负载工况或运行环境的影响,可能导致某些部件损耗或失效。其中典型故障部件包括定子绕组、电机轴承、永磁体等。在永磁同步电机所有故障当中,定子绕组的匝间短路故障是最常见的故障,故障率占到了30%-40%。匝间短路是由定子端部绕组的同相线圈之间电磁倍频振动导致线圈绝缘磨损而发生的故障。发生匝间短路时,短路线圈中流过很大的电流,常常达到正常电流的2-10倍,使线圈迅速发热。同时三相电流不平衡、磁场分布不均、转矩降低以及产生振动和噪音等,严重时会使电机因发热严重而烧毁。有效的故障诊断方法和对匝间短路故障进行早期检测可以有效减少设备停用时间以及故障维修时间,从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断装置,其特征是:永磁同步电机的机壳外表面的圆周方向等距离均匀分布有N个加速度传感器,永磁同步电机的定子绕组连接电流传感器和逆变器,电流传感器和N个加速度传感器的输出端均连接信号调理电路的输入端,信号调理电路的输出端经A/D采集转换电路连接单片机,单片机经RS-232接口电路连接上位机,上位机与DSP处理模块双向连接,DSP处理模块的输出端连接逆变器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断装置,其特征是:永磁同步电机的机壳外表面的圆周方向等距离均匀分布有N个加速度传感器,永磁同步电机的定子绕组连接电流传感器和逆变器,电流传感器和N个加速度传感器的输出端均连接信号调理电路的输入端,信号调理电路的输出端经A/D采集转换电路连接单片机,单片机经RS-232接口电路连接上位机,上位机与DSP处理模块双向连接,DSP处理模块的输出端连接逆变器。


2.一种如权利要求1所述的基于振动信号的定子绕组匝间短路故障诊断装置的诊断方法,其特征是包括以下步骤:
步骤1:将实验用永磁同步电机允许的额定电流I从小到大分为I1,I2,...,In+1这n等份,实验电机的定子绕组的短路匝数Z从小到大依次分为Z1,Z2,...,Zk+1这k等份,上位机根据公式计算出从小到大依次对应的故障程度E1,E2,...,Ek+1,1≤i≤k+1;
步骤2:上位机将实验用永磁同步电机的定子绕组的电流控制为初始电流I1,第一个短路匝数Z1=0,N个加速度传感器测得的电压振动信号V11,V12,...,V1N并上传到上位机,上位机求出在初始电流为I1、短路匝数Z1=0情况下的第一个电压振动信号均值
步骤3:上位机改变短路匝数为Z2,同理得到在初始电流为I1、短路匝数为Z2情况下电压振动信号V21,V22,...,V2N,并求出电压振动信号均值如此循环,控制短路匝数Z的递增,最终得到在初始电流为I1、每个短路匝数Z1,Z2,...,Zk+1情况下对应的电压振动信号均值
步骤4:上位机控制定子绕组的电流为I2,得到在第二个电流为I2、每个短路匝数Z1,Z2,...,Zk+1情况下对应的电压振动信号均值如此循环,直到得到在第n+1个电流In+1、每个短路匝数Z1,Z2,...,Zk+1情况下对应的电压振动信号均...

【专利技术属性】
技术研发人员:张荣标曹舒悦张业成
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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