一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法，用于解决永磁同步电机定子绕组匝间短路故障的检测问题。其技术方案是：首先利用坐标变换理论计算零序电压中基波幅值和初相位、零序电压中三次谐波的幅值和三相相电流基波的初相位。其次，判断是否出现匝间短路故障：如果Fs>thr，则出现了匝间短路故障，并且判断故障相；否则，没有出现匝间短路故障。最后，判断故障相：在匝间短路的情况下，根据零序电压中基波的初相位和三相相电流基波的初相位的来差判断故障相。本发明计算简单，易于实现，可以实时地诊断匝间短路故障，并且可以提高故障诊断的灵敏度。

主权项

一种永磁同步电机匝间短路故障诊断的方法，其特征在于：该方法的步骤为：(1)利用坐标变换理论计算零序电压V_0,m中基波幅值V₁和初相位θ₁、零序电压V_0,m中三次谐波的幅值V₃，三相相电流基波的初相位θ_a，θ_b，θ_c和零序电压V_0,m中基波的初相位与A相电流中基波的初相位差δ；(2)判断是否出现匝间短路故障：如果零序电压V_0,m中基波幅值V₁与零序电压V_0,m中三次谐波的幅值V₃的比值Fs大于第一阈值thr，即则出现了匝间短路故障，并且判断故障相；否则，没有出现匝间短路故障；(3)判断故障相：在匝间短路的情况下，根据零序电压V_0,m中基波的初相位和三相相电流基波的初相位的差来判断故障相，如果|θ₁‑δ‑θ_a|<θ_thr，则A相绕组发生匝间短路，即FlagA＝1；如果|θ₁‑δ‑θ_b|<θ_thr，则B相绕组发生匝间短路，即FlagB＝1；否则，C相绕组发生匝间短路，即FlagC＝1，其中θ_thr为第二阈值；所述步骤(1)利用坐标变换理论计算零序电压V_0,m中基波幅值和初相位，其方法为：在故障情况下零序电压V_0,m的表示为式中：ω_s是基波角频率，V₁是零序电压V_0,m中基波幅值，V₃是零序电压V_0,m中三次谐波的幅值，θ₁和φ分别为基波和三次谐波的初相位；利用坐标变换理论对式(1)进行变换，可得d轴和q轴的电压为对式(2)作进一步的运算可得利用低通滤波器滤除式(3)中高频成分，可得$\left\{\begin{array}{c}{V}_{dl}=\frac{1}{2}{V}_1\sin \left({\theta }_1\right)\\ V_{ql}=\frac{1}{2}{V}_1\cos \left({\theta }_1\right)\end{array}\right.---\left(4\right)$根据式(4)可得，零序电压V_0,m中基波的幅值和初相位分别为$\left\{\begin{array}{c}{V}_1=2\sqrt{{V_{dl}}^2+{V_{ql}}^2}\\ {\theta }_1={\tan }^{-1}\left(\frac{V_{dl}}{V_{ql}}\right)\end{array}\right.---\left(5\right)$同样，利用此方法可以计算零序电压V_0,m中三次谐波的幅值和三相相电流基波的初相位。