永磁同步电机转子失磁故障预警方法技术

本发明专利技术提供一种永磁同步电机转子失磁故障预警方法，永磁同步电机的驱动系统的变流器为两电平逆变器，该方法将隐藏在电机电压方程中的反电势信息，通过去励磁操作的方式进行提取。通过测量电机的定子绕组相电压，获得反电势峰值区域内的波形。根据公式(4)，取三个时刻对应的电压数据，计算出当前状态下的转子磁链。本发明专利技术实现在线化的高精度转子磁链估算，达到可靠的故障预防性保护目标。并且，无需获知精准的待监测电机的各类参数，避免了磁链估算精度受到电机变工况运行下的参数波动影响。算精度受到电机变工况运行下的参数波动影响。算精度受到电机变工况运行下的参数波动影响。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机转子失磁故障预警方法


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机
，具体涉及永磁同步电机的转子失磁故障诊断和预防性保护领域，更具体地涉及一种永磁同步电机转子失磁故障预警方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机广泛应用在工业伺服控制、电动汽车、航空航天等领域。在复杂的工作环境中，永磁同步电机转子永磁体可能会因为多种原因导致失磁，其中最易导致转子永磁体失磁的原因是突发性冲击电流和长时间高温环境。在实际应用中，永磁同步电机大多运行在高温、潮湿，甚至是酸、碱性的环境中，容易使得转子永磁体受到化学性腐蚀、电解，可能导致永磁体发生退磁或局部不可逆失磁。在这种情况下，若保证电机仍输出同样大小的转矩，就需要加大电机定子电压。永磁同步电机长时间运行在此状态下，会进一步降低定子绕组绝缘性能，导致匝间短路或者相间短路的发生；与此同时，导致永磁体温度激增，使得电机永久性失磁。因此，实现永磁同步电机磁链监测对防止转子永磁体发生失磁故障至关重要。
[0003]近年来，永磁电机转子失磁故障诊断技术得到较快的发展，但在实际工业应用上都存在着各自的技术壁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子失磁故障预警方法，所述永磁同步电机的驱动系统的变流器为两电平逆变器，其特征在于，所述方法包括：将所述永磁同步电机在额定转速下运行，基于预设的反电势周期，每隔一个所述反电势周期检测一次所述两电平逆变器的三相上桥臂功率的开关状态；当检测到的所述开关状态处于第一状态，且通过位置传感器检测到的转子位置角处于第一角度范围时，对所述永磁同步电机进行间歇性断路的去励磁操作，以将所述开关状态从第一状态转换为第二状态；在所述去励磁操作过程中，测量获得A相定子绕组对地相电压，通过电压传感器对所述A相定子绕组对地相电压进行采样，拟合出反电势峰值区域的波形图；在所述波形图选取多个采样时刻的反电势数据，基于电角度与时间的基本假设对所述反电势数据进行处理，计算所述永磁同步电机当前状态下的磁链估算值；将所述磁链估算值与所述永磁同步电机预设的磁链健康值进行比较，判定所述永磁同步电机是否存在失磁故障风险，若存在失磁故障风险则发出预警指令。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子失磁故障预警方法，其特征在于，所述第一角度范围为[
‑5°
，5
°
]。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子失磁故障预警方法，其特征在于，所述两电平逆变器是由三对上下桥臂组成的三相逆变器，该三相逆变器的输入端连接直流电压源Vdc，三相逆变器的输出端连接至永磁同步电机的三相定子绕组，其中，第一对上下桥臂的中间输出端与A相定子绕组连接，第二对上下桥臂的中间输出端对应连接B相定子绕组，第三对上下桥臂的中间输出端对应连接C相定子绕组；所述第一状态为：第一个上桥臂的输出端电流流向所述A相定子绕组，所述B相定子绕组的电流逆向经由第二个上桥臂流向所述第一个上桥臂的输入端，所述C相定子绕组的电流逆向经由第三个上桥臂流向所述第一个上桥臂的输入端；所述第二状态为：第一个下桥臂的输出端电流流向所述A相定子绕组，所述B相定子绕组的电流逆向经由第二个上桥臂流向所述直流电压源Vdc的正极，所述C相定子绕组的电流逆向经由第三个上桥臂流向所述直流电压源Vdc的正极。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子失磁故障预警方法，其特征在于，对所述永磁同步电机进行间歇性断路的去励磁操作，以将所述开关状态从第一状态转换为第二状态，具体包括：关断A相上桥臂的功率开关器件，控制所述第二状态维持预设的持续时间，直至所述A相定子绕组的电流为0且电流变化率为0。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子失磁故障预警...

【专利技术属性】
技术研发人员：张品佳，孟天泽，陆格野，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：