[发明专利]一种开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法

说明书

本发明公开的一种基于时间平均小波谱的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，通过检测开关磁阻电机功率变换器的相电流值，计算得到相电流时间平均小波谱谱值的尺度分布图，求取平均谱值曲线与该曲线横坐标所围成的面积，将归一化后的面积值β作为故障特征量，采用整个转速范围内或整个转矩范围内开关磁阻电机功率变换器相电流平均谱值曲线与该曲线横坐标所围成的面积曲线，诊断出开关磁阻电机功率变换器功率三极管短路故障。适用于多种相数、多种拓扑结构的开关磁阻电机功率变换器，短路故障诊断准确，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种短路故障时间平均小波谱的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，尤其是一种适用于各种相数开关磁阻电机的功率变换器短路故障时间平均小波谱的功率变换器故障诊断方法。

背景技术

功率变换器是为开关磁阻电机系统提供电能变换的装置，也是整个系统中最容易出现故障的薄弱环节。因此针对开关磁阻电机功率变换器进行及时有效地故障诊断的要求十分迫切。开关磁阻电机系统故障诊断的研究多是基于定性的理论分析或是系统故障状态与正常状态的性能对比分析。开关磁阻电机系统自身严重的非线性特性和独特的控制方式也给系统故障诊断的研究带来了不小的难度，传统功率变换器的故障诊断方法无法直接应用到开关磁阻电机功率变换器中，需要找到一种有效且能够定量的开关磁阻电机功率变换器短路故障诊断方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提供一种基于时间平均小波谱的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法。

技术方案：本发明一种基于时间平均小波谱的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法：

检测开关磁阻电机功率变换器的相电流值，由公式：

计算特征尺度区间[a_i，a_j]时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S，式中，a为特征尺度变量，k为特征尺度序号，i为特征尺度序号初值，j为特征尺度序号终值，a_i和a_j为特征尺度值，p_t(a)小波谱在时间方向上均值的瞬时值。

将S进行归一化处理：

β＝S/S_sum

式中，S_sum为正常时所求的各转速下的特征面积之和，n为转速值。

将时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β作为故障特征量诊断开关磁阻电机功率变换器的主开关是否有短路故障；

当时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β小于0.2时，判断开关磁阻电机功率变换器未发生短路故障。

当时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β大于0.2时，判断开关磁阻电机功率变换器发生短路故障。

有益效果：本发明对多种相数、多种拓扑结构的开关磁阻电机功率变换器短路故障诊断适用。采用检测开关磁阻电机功率变换器的相电流值，计算出时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β，作为故障特征量，采用整个转速范围内开关磁阻电机功率变换器相电流时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β曲线，或采用整个转矩范围内开关磁阻电机功率变换器相电流时间平均小波谱的谱线与尺度坐标轴所围的面积值S的归一化值β曲线，诊断出开关磁阻电机功率变换器短路故障，达到本发明的目的。该开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，对短路故障针对性强、故障诊断可靠，且能定量提取故障特征，效果好，具有良好的工程应用价值。

附图说明

图1是本发明应用于三相双开关式开关磁阻电机功率变换器的拓扑结构图。