一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电机故障振动与预测技术领域，公开了一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法及装置，包括：获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形；对所述定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值；将所述定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值；获取能够判定表贴式永磁同步退磁程度的标准区间；将所述退磁程度指标值与所述标准区间进行比较，评定电机退磁程度。该方法有助于监测永磁同步电机在实际工况下的退磁程度以及根据其变化进行故障预测。程度以及根据其变化进行故障预测。

【技术实现步骤摘要】
一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法及装置


[0001]本专利技术涉及电机故障诊断与预测
，特别涉及一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法及装置。

技术介绍

[0002]永磁同步电机被广泛应用于机械制造、机器人控制、航空航天等领域。永磁同步电机发生退磁故障会导致输出力矩减小、振动和噪声加剧，严重影响工作使用。若能实现对永磁同步电机退磁程度的在线监测，并依次评定永磁同步电机的健康状态，将有助于实现电机的退磁故障预测。
[0003]目前，针对退磁故障诊断方法的研究，主要是结合理论分析与仿真试验相机和的技术途径，利用各种信号处理方法对仿真数据进行分析、提取故障特征值，进而判定电机是否发生退磁故障。然而，在不拆解永磁同步电机、并保持永磁同步电机处于正常工作状态的前提下，关于如何根据现场检测的数据进行退磁故障诊断的研究较少，更无准确的退磁程度评价方法和技术成熟的检测装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法及装置，以解决相关技术中在不拆解永磁同步电机的前提下如何对永磁同步电机退磁程度进行监测的问题。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，包括：
[0006]获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形；
[0007]对所述定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值；
[0008]将所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值代入退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值；
[0009]获取能够判定表贴式永磁同步退磁程度的标准区间；
[0010]将所述退磁程度指标值与所述标准区间进行比较，评定电机退磁程度。
[0011]根据本申请实施例的第二方面，提供一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价装置，包括：
[0012]第一获取模块，用于获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形；
[0013]第一计算模块，用于对所述定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值；
[0014]第二计算模块，用于将所述定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值；
[0015]第二获取模块，用于获取能够判定表贴式永磁同步退磁程度的标准区间；
[0016]比较评价模块，用于将所述退磁程度指标值与所述标准区间进行比较，评定电机退磁程度。
[0017]根据以上技术方案，本专利技术实施例的永磁同步电机退磁程度表征指标考虑定子电流基波和谐波，准确的计算出电机退磁程度表征指标值，为准确评定电机健康状态奠定了基础。通过实验对本文提出的方法的有效性进行验证。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种表贴式永磁同步电机轴承健康状态评价方法的流程图；
[0020]图2是本专利技术实施例中正常电机的定子电流波形频谱图(幅值取以10为底的对数)；
[0021]图3是本专利技术实施例中电机出现严重退磁故障时的定子电流波形频谱图(幅值取以10为底的对数)；
[0022]图4是本专利技术实施例提供的一种永磁同步电机退磁程度指标计算装置的框图。
具体实施方式
[0023]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术提出的种表贴式永磁同步电机轴承健康状态监测方法及装置其具体实施方式、特征及功效，详细说明如后。
[0024]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。
[0025]参考图1，本实施例提供一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，该方法包括以下步骤：
[0026]步骤S101，获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形；
[0027]具体地，通过电流传感器和数据处理技术获取某转速下的定子电流波形；通过电流传感器获取电机在实际工况下、在某转速下的定子电流波形，能够真实的反映电机的实际健康状态。
[0028]步骤S103，对所述定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值；
[0029]具体地，调用matlab的fft函数对所述电流波形做傅里叶变换，测算得到的定子电流波形的主要阶次0.75pf、p f和2p f，f为电机转子旋转频率，单位Hz，p为永磁同步电机的极对数，对应幅值为A
0.75,j
，A
1,j
，A
2,j
,j＝1,2...k，k为永磁同步电机的相数；通过调用matlab的fft函数对所述电流波形做傅里叶变换，能够准确的获得定子电流波形的主要阶次和对应的幅值。
[0030]步骤S105，将所述定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入退磁程度指标的计算
模型中，获得健康状态指标值；
[0031]具体地，本实施例所述的永磁同步电机退磁程度指标值计算方法如下；
[0032][0033]参考图2，对于U、V、W三相定子绕组采用Y型接法的永磁同步电机A，无故障时，在1200r/min运行时，通过对测得定子电流波形进行傅里叶分析，得到图2所示的频谱曲线；将定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入指标计算模型(1)中，可获得健康状态指标值为0.000009。
[0034]参考图3，对于U、V、W三相定子绕组采用Y型接法的永磁同步电机B，具有严重退磁故障时，在1200r/min运行时，通过对测得定子电流波形进行傅里叶分析，得到图3所示的频谱曲线；将定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入指标计算模型(1)中，可获得健康状态指标值为0.00021。
[0035]实验结果表明，根据公式(1)计算永磁同步电机退磁程度指标值的方法有效，能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下的退磁程度，为实现对永磁同步电机进行退磁故障预测具有重要的指导、实践意义。
[0036]步骤S107，获取能够判定表贴式永磁同步电机无退磁故障的标准区间；
[0037]具体地，根据无故障以及具有严重退磁故障电机定子电流波形中的主要阶次对应的幅值，计算得到能够判定表贴式永磁同步电机退磁程度的标准区间，其中所述严重退磁为退磁至电机无法正常工作，包括：
[0038]获取n个无故障永磁同步电机的无退磁故障表征指标值F
i
(i＝1,2,
…
n)；
[0039]通过公式(2)计算，获取n个健康状态表征指标值F
i
的均值
[0040][0041]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，包括：获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形；对所述定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值；将所述定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值；获取能够判定表贴式永磁同步电机退磁程度的标准区间；将所述退磁程度指标值与所述标准区间进行比较，评定电机退磁程度。2.根据权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形，包括：通过电流传感器和数据处理技术获取表贴式永磁同步电机的定子电流数据；根据所述定子电流数据，获取表贴式永磁同步电机的定子电流波形。3.根据权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，对所述电机定子电流波形进行傅里叶分解，计算所述定子电流波形的主要阶次及对应的幅值，包括：对所述定子电流波形做傅里叶变换，测算得到的定子电流波形的主要阶次0.75pf、pf和2pf，f为电机转子旋转频率，单位Hz，p为永磁同步电机的极对数，对应幅值为A
0.75,j
，A
1,j
，A
2,j
，j＝1,2...k，k为永磁同步电机的相数。4.根据权利要求3所述的一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，将所述定子电流波形的主要阶次对应的幅值代入退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值，包括：将所述定子电流波形中的主要阶次0.75pf、pf和2pf对应的幅值A
0.75,j
，A
1,j
，A
2,j
代入公式(1)的退磁程度指标的计算模型中，获得退磁程度指标值H；5.根据权利要求4所述的一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，获取能够判定表贴式永磁同步电机退磁程度的标准区间，包括：根据无故障以及具有严重退磁故障电机定子电流波形中的主要阶次及对应的幅值，计算得到能够判定表贴式永磁同步电机退磁程度的标准区间，其中所述严重退磁为退磁至电机无法正常工作。6.根据权利要求5所述的一种表贴式永磁同步电机退磁程度评价方法，其特征在于，根据无故障以及具有严重退磁故障电机定子电流波形中的主要阶次及对应的幅值，计算得到能够判定表贴式永磁同步电机退磁程度的标准区间，包括：获取n个无故障永磁同步电机的无退磁故障表征指标值F
i
(i＝1,2,
…
n)；通过公式(2)计算，获取n个健康状态表征指标值F
i
的均值的均值通过公式(3)计算，获取n个健康状态表征指标值F
i
的标准差s；
通过公式(4)计算，获取判定表贴式永磁同步电机无退磁故障的标准值HI；获取m个具有严重退磁故障的电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺青川，薛赛，潘骏，陈文华，黄晓诚，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：