基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法：S1、进行加速退化试验，获得加速退化数据；S2、基于Arrhenius模型与加速因子不变原则定义Wiener过程的漂移参数和扩散参数，并建立剩余击穿电压退化模型；S3、基于剩余击穿电压退化模型构建剩余击穿电压状态方程；S4、基于最大局部放电量与剩余击穿电压之间的关系式构建第一观测方程；S5、使用支持向量机，加速退化数据作为训练集，得到退化时间与最大局部放电量之间的关系式，对第一观测方程进行修正获得第二观测方程；S6、将剩余击穿电压状态方程和第二观测方程相结合，构建卡尔曼滤波模型，根据卡尔曼滤波模型求得任意时刻的剩余击穿电压预测值。刻的剩余击穿电压预测值。刻的剩余击穿电压预测值。

【技术实现步骤摘要】
基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法


[0001]本专利技术涉及设备寿命预测
，尤其涉及一种基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法。

技术介绍

[0002]自19世纪初专利技术电动机和发电机以来，由于电能使用方便和电动机性能优越，电机技术得到了迅速发展。100多年来，电动机与发电机的发展相互促进，相继出现了很多形式的电机。近年来，随着能源革命的到来，新能源汽车、风力发电等产业迎来了巨大的发展，电机作为其核心部件之一，也迎来了新的挑战与机遇。
[0003]电机绝缘被称为电机的心脏，约有超过 1/3 的电机事故是由于电机绝缘系统引起的。由此可见，电机绝缘是电机可靠性的最薄弱环节。为保证电机绝缘的可靠性，往往在设计中提高安全裕度，例如增加铜导体截面积，以保证运行温度最低，或者增加主绝缘的厚度以避免电气击穿等。然而，提高安全裕度以牺牲材料的性能为代价，其最直接后果就是牺牲了电机的功率密度指标。如果主绝缘厚度减少，则定子槽的宽度和深度也可相应减少，如果仍输出同等功率，则这种电机定子内径更小，内径到铁心轭背部的距离也会相应减小，同时还能维持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、选取电机绝缘材料作为试验样本，在不同温度应力水平下进行恒定温度应力加速退化试验，获得关于所述电机绝缘材料的加速退化数据，所述加速退化数据包括电机绝缘材料的最大局部放电量以及剩余击穿电压；S2、基于Arrhenius模型与加速因子不变原则定义Wiener过程的漂移参数和扩散参数，根据所述漂移参数和扩散参数建立剩余击穿电压退化模型，所述剩余击穿电压退化模型用于描述电机绝缘材料在任一恒定温度应力影响下剩余击穿电压的退化过程；S3、基于所述剩余击穿电压退化模型，将剩余击穿电压作为状态量构建剩余击穿电压状态方程，所述剩余击穿电压状态方程用于计算电机绝缘材料在任一恒定温度应力作用下任意时刻的剩余击穿电压估计值；S4、 将最大局部放电量作为观测量，基于所述最大局部放电量与剩余击穿电压之间的关系式构建第一观测方程；S5、使用支持向量机，将所述加速退化数据作为训练集，得到所述退化时间与所述最大局部放电量之间的关系式，对所述第一观测方程进行修正获得第二观测方程，所述训练集中，电机绝缘材料的退化时间作为输入变量，最大局部放电量作为输出变量；S6、将所述剩余击穿电压状态方程和所述第二观测方程相结合，构建卡尔曼滤波模型，所述卡尔曼滤波模型用于长时电机绝缘剩余击穿电压预测，根据所述卡尔曼滤波模型，给定电机绝缘材料的剩余击穿电压初始值、电机实际运行温度，对所述卡尔曼滤波模型进行迭代求得任意时刻的剩余击穿电压预测值。2.根据权利要求1所述的基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法，其特征在于，在表示第k个温度应力T
k
下，所述Wiener过程的漂移参数和扩散参数分别表示为：为：在表示第h个温度应力T
h
下，所述Wiener过程的漂移参数和扩散参数分别表示为：为：其中，是常数，且。3.根据权利要求2所述的基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法，其特征在于，所述剩余击穿电压退化模型表示为：
其中，T表示温度应力，表示电机绝缘材料在任一恒定温度应力影响下剩余击穿电压的退化过程，是常数，且与温度应力下剩余击穿电压退化过程的漂移参数和扩散参数相关，根据加速退化数据获得。4.根据权利要求3所述的基于加速退化数据的电机绝缘寿命预测方法，其特征在于，所述剩余击穿电压状态方程表示为：其中，所述剩余击穿电压状态方程中，表示k时刻电机绝缘材料的剩余击穿电压，表示时间增量，表示标准布朗运动，T表示温度应力，为常数，且与温度应力下剩余击穿电压退化过程的漂移参数和扩散参数相关，根据加速退化数据获得。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，张钦，黄晓艳，方攸同，王佳金，马吉恩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：