一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法技术

本发明专利技术公开了一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，涉及航空涡喷发动机技术领域，包括以下步骤：预先标定当前涡喷发动机永磁同步电机结构部件类别，并基于结构部件类别构建故障树模型，筛选符合故障条件的结构部件类别作为故障母类，再基于当前故障母类筛选符合故障条件的故障子类，作为故障诊断结果。本发明专利技术实现在该故障树模型下对涡喷发动机起发一体机故障进行排查，较为简单的进行故障定位，并根据问题发生的原因制定相应的优化方案，该故障树应用可对常见的涡喷航空发动机起发一体机故障进行了整理，为外场排故人员节省了大量的宝贵时间和成本。了大量的宝贵时间和成本。了大量的宝贵时间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法


[0001]本专利技术涉及航空涡喷发动机
，具体来说，涉及一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法。

技术介绍

[0002]航空涡喷发动机使用的电机为起发一体机，不仅做电动机用来负责启动发动机主轴运转，又作为发电机将发动机旋转时产生的三相交流电转换为直流电储藏起来作为飞机用电。发动机转速较高，工况恶劣，这也就对电机的要求格外的高，普通电机难以胜任。高速永磁同步起发一体机由于本身转速快，体积小的特点，在航空涡喷发动机中有显著的技术优势。
[0003]永磁同步起发一体机不需要采用传速和变速装置，发动机转子直接与涡喷发动机主轴作为一个整体。电机定子固定于发动机进气机匣内部，定转子之间保留气隙。电机具备较小的体积和重量，具备较好的功率密度和运转效率，具有较好的机动性能和较快的响应速度。在实际应用中在地面控制系统作用下正式启动，当转速达到一定速度时与地面控制系统断开，电机做发电机用。
[0004]但是，现有涡喷发动机使用环境较为恶劣，这就导致涡喷发动机用的永磁同步起发一体机具备较高的品质要求，但也会在使用过程中出现不同的故障问题，而目前故障诊断较为繁琐。
[0005]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
>[0008]一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，包括以下步骤：
[0009]步骤S1，预先标定当前涡喷发动机永磁同步电机结构部件类别，其中至少包括控制系统类、电气类和机械类；
[0010]步骤S2，基于结构部件类别构建故障树模型，并筛选符合故障条件的结构部件类别作为故障母类；
[0011]步骤S3，基于当前故障母类筛选符合故障条件的故障子类，作为故障诊断结果。
[0012]进一步的，所述控制系统类，包括传感器、地面启动箱和CAN总线。
[0013]进一步的，所述电气类，包括定子和转子。
[0014]进一步的，所述定子，包括绕组断路和绕组短路，其中；
[0015]所述绕组断路，包括焊点接触不良、机械振动冲击和过热断裂；
[0016]所述绕组短路，包括温度过高、线圈移动、瞬间过电压频繁启动、定转子偏心摩擦、紧固件松动导致摩擦和受潮。
[0017]进一步的，所述转子，包括永磁体退磁，其中；
[0018]所述永磁体退磁，包括温度过高、电枢电流过大、磁铁老化和磁体腐蚀。
[0019]进一步的，所述机械类，包括气隙不均匀故障、气隙偏小和轴承故障。
[0020]进一步的，所述气隙不均匀故障，包括静态偏心、动态偏心和混合偏心，其中；
[0021]所述静态偏心、所述动态偏心和所述混合偏心，还分别包括装配误差、轴承磨损、轴承扭曲、临界转速机械共振、紧固件松动和联轴节不平衡。
[0022]进一步的，所述轴承故障，包括磨损、开裂和压痕，其中；
[0023]所述磨损、所述开裂和所述压痕，分别包括定转子铁芯轴向错位、轴承与轴装配不当、润滑不充分、润滑不当、轴承内异物和机械振动。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，通过预先标定当前涡喷发动机永磁同步电机结构部件类别，并基于结构部件类别构建故障树模型，筛选符合故障条件的结构部件类别作为故障母类，再基于当前故障母类筛选符合故障条件的故障子类，作为故障诊断结果，实现在该故障树模型下对涡喷发动机起发一体机故障进行排查，较为简单的进行故障定位，并根据问题发生的原因制定相应的优化方案，该故障树模型可对常见的涡喷航空发动机起发一体机故障进行了整理，为外场排故人员节省了大量的宝贵时间和成本。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是根据本专利技术实施例的一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法的流程示意图；
[0028]图2是根据本专利技术实施例的一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法的场景示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]根据本专利技术的实施例，提供了一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法。
[0031]如图1所示，根据本专利技术实施例的航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，包括以下步骤：
[0032]步骤S1，预先标定当前涡喷发动机永磁同步电机结构部件类别，其中至少包括控制系统类、电气类和机械类；
[0033]步骤S2，基于结构部件类别构建故障树模型，并筛选符合故障条件的结构部件类别作为故障母类；
[0034]步骤S3，基于当前故障母类筛选符合故障条件的故障子类，作为故障诊断结果。
[0035]此外，如图2所示，以某航空涡喷发动机电机故障为例，通过建立故障树模型分析其性能可靠性。电机在发动机使用过程中发生故障的原因有很多，可能是电机本身电磁系统出现故障，也可能为机械装配不良导致的电机故障，也可能是控制系统故障导致电机未响应，进而导致电机未按照规定的要求进行运行。
[0036]另外，本技术方案，故障树模型等级从上而下可分为：T、K、D、E、X五个等级。其中下级为其对应上级的细化，当出现电机故障时，按照从上到下的顺序依次寻找问题发生的原因。
[0037]具体的，例如当某发动机在外场试飞时熄火坠毁或者无法正常启动时，对发动机的进行故障排查，排查步骤如下：
[0038]步骤S101，首先确认是否为电机故障T：由于电机置于发动机进气机匣内，不容易拆出进行观察，首先对易检测的电机输出三相线使用电感表和万用表进行测量，分别用测针测量任意两相之间的电感与电阻，确定电机三相是否平衡。若平衡，则排除电机故障T可能性。若不平衡，则按照故障树进行电机故障T定位。
[0039]步骤S102，排查控制系统类K1，确定是否传感器D1出现故障，核实地面启动箱D2是否均可正常工作，是否为CAN总线D3出现问题。若起发一体机是在做发电机使用时可直接排除控制系统类K1项的因素影响，因为控制系统类K1只有在起发一体机做电动机使用时进行工作，做发电机时断开。
[0040]步骤S103，将电机从进气机匣中拆下，观察电机外观，闻电机气味，观察电机颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，其特征在于，包括以下步骤：预先标定当前涡喷发动机永磁同步电机结构部件类别，其中至少包括控制系统类、电气类和机械类；基于结构部件类别构建故障树模型，并筛选符合故障条件的结构部件类别作为故障母类；基于当前故障母类筛选符合故障条件的故障子类，作为故障诊断结果。2.根据权利要求1所述的航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，其特征在于，所述控制系统类，包括传感器、地面启动箱和CAN总线。3.根据权利要求1所述的航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，其特征在于，所述电气类，包括定子和转子。4.根据权利要求3所述的航空涡喷发动机永磁同步电机故障诊断分析方法，其特征在于，所述定子，包括绕组断路和绕组短路，其中；所述绕组断路，包括焊点接触不良、机械振动冲击和过热断裂；所述绕组短路，包括温度过高、线圈移动、瞬间过电压频繁启动、定转子偏心摩擦、紧固件松动导致摩擦和受潮。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓洁，肖玉坤，丁浩，曹浩波，张伟，潘庆伟，于帅，程建，邸庆龙，李明洋，潘武义，王金鑫，黄安琦，樊传龙，
申请(专利权)人：中科航星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：