| 主权项 |
一种感应电机定子匝间短路检测及线圈级别定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)内部获得闭环传感器给定电压或利用电压传感器对电机进行三相电压采样,得到定子电压<i><u>u</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>,并获得额外引出抽头电压<i>u<sub>tap</sub></i>；(2)将步骤(1)获得的定子电压<i><u>u</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>数据送入滑模自适应观测器，计算得到观测定子电流<img file="FDA0000972894840000011.GIF" wi="93" he="79" /><img file="FDA0000972894840000012.GIF" wi="518" he="71" />其中，符号<i>p</i>为对于时间<i>t</i>求导，<img file="FDA0000972894840000013.GIF" wi="541" he="80" /><i>u</i>＝[<i>u</i><i><sub>α</sub></i><i><sub>s</sub></i><i> u</i><i><sub>β</sub></i><i><sub>s</sub></i><i> </i>0 0]<i><sup>T</sup></i>，<img file="FDA0000972894840000014.GIF" wi="354" he="71" />式中<img file="FDA0000972894840000015.GIF" wi="444" he="79" /><i>u</i><i><sub>α</sub></i><i><sub>s</sub></i><i>、</i><i>u</i><i><sub>β</sub></i><i><sub>s</sub></i>、<img file="FDA0000972894840000016.GIF" wi="214" he="70" />分别为观测定子电流<img file="FDA0000972894840000017.GIF" wi="99" he="78" />观测转子磁链<img file="FDA0000972894840000018.GIF" wi="117" he="68" />定子电压<i><u>u</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>以及参数误差分量<img file="FDA0000972894840000019.GIF" wi="51" he="77" />在<i>α</i><i>‑</i><i>β</i>坐标轴上的分量，<img file="FDA00009728948400000110.GIF" wi="1285" he="591" /><img file="FDA00009728948400000111.GIF" wi="1172" he="294" />矩阵<img file="FDA00009728948400000112.GIF" wi="43" he="63" />中，<i>r<sub>s</sub></i>为定子侧电阻，<i>L<sub>m</sub></i><i>、</i><i>L<sub>s</sub></i><i>、</i><i>L<sub>r</sub></i>分别为励磁电感、定子电感、转子电感，<i>ω</i><i><sub>r</sub></i>为转子电角速度，反馈矩阵<i>K</i>中<i>ζ、η、</i><i>k</i>为滑模调节参数，以上符号中所有上标‘^’表示观测量参数；(3)将观测定子电流<img file="FDA00009728948400000113.GIF" wi="71" he="75" />与实际电流<i><u>i</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>的误差<i><u>e</u></i><i><sub>is</sub></i>通入基于任意线圈故障模型建立的故障解耦模块，使用递归Goertzel算法计算误差<i><u>e</u></i><i><sub>is</sub></i>的负序分量<img file="FDA00009728948400000114.GIF" wi="59" he="62" />以及定子电压<i><u>u</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>的正负序分量<img file="FDA00009728948400000115.GIF" wi="195" he="79" /><img file="FDA0000972894840000021.GIF" wi="850" he="149" />其中，<i>ω</i><i><sub>e</sub></i>表示待提取频率对应的角速度，这里为激励的正负序电角速度，x为输入信号序列，y为提取信号，s为中间变量，n为标号；(4)构造序坐标轴下故障误差<i><u>e</u></i><i><sub>if</sub></i>对应的正序<img file="FDA0000972894840000022.GIF" wi="54" he="62" />与负序<img file="FDA0000972894840000023.GIF" wi="54" he="62" />分量，并通过旋转坐标法将其还原到静止坐标系下；<img file="FDA0000972894840000024.GIF" wi="845" he="166" />其中，<img file="FDA0000972894840000025.GIF" wi="173" he="71" />表示定子电压<i><u>u</u></i><i><sub>αβ</sub></i><i><sub>s</sub></i>的正负序分量，<img file="FDA0000972894840000026.GIF" wi="59" he="55" />表示实际电流与观测电流误差<i><u>e</u></i><i><sub>is</sub></i>的负序分量，<img file="FDA0000972894840000027.GIF" wi="53" he="70" />表示观测故障相角度，<img file="FDA0000972894840000028.GIF" wi="45" he="63" />表示观测局部线圈位置，上标‘*’表示共轭；(5)从实际误差<i><u>e</u></i><i><sub>is</sub></i>中获取参数误差分量<img file="FDA0000972894840000029.GIF" wi="83" he="55" />并通过滑模控制律以及反馈矩阵<i>K</i>返回观测器；<img file="FDA00009728948400000210.GIF" wi="563" he="79" /><img file="FDA00009728948400000211.GIF" wi="734" he="64" />其中，<img file="FDA00009728948400000212.GIF" wi="46" he="61" />为观测转子电角速度，<i>p</i>为对于时间<i>t</i>求导，<i>γ</i>为自适应反馈系数，<img file="FDA00009728948400000213.GIF" wi="69" he="62" />与<img file="FDA00009728948400000214.GIF" wi="70" he="67" />为观测转子磁链空间矢量<img file="FDA00009728948400000215.GIF" wi="86" he="63" />的观测分量；(6)从故障误差分量中提取故障程度以及局部故障位置；<img file="FDA00009728948400000216.GIF" wi="682" he="199" /><img file="FDA00009728948400000217.GIF" wi="389" he="79" />其中，Re()为取实部运算，即实现故障程度<i>σ′</i>检测；<i><u>i</u></i><i><sub>f</sub></i>为故障电流；(7)比较故障相抽头电压<i>u<sub>tap</sub></i>，结合局部故障位置，进行全局定位；如果<img file="FDA00009728948400000218.GIF" wi="629" he="116" />那么故障发生于<i>ξ</i><i>'</i>对极否则故障发生于<i>ξ</i>对极其中<img file="FDA0000972894840000031.GIF" wi="67" he="70" />表示第<i>ξ</i>对极电压，<img file="FDA0000972894840000032.GIF" wi="76" he="70" />表示第<i>ξ</i><i>'</i>对极电压，<i>μ</i>为短路线圈与一相全部线圈的比值；根据电压差异<i>Δ</i><i>u<sub>tap</sub></i>，并结合之前确定的线圈位置局部信息<img file="FDA0000972894840000033.GIF" wi="89" he="71" />可以确定故障全局位置Θ<sub>fc</sub>，实现了线圈级别的精确故障定位。 |
