[发明专利]一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法

权利要求书

1.一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：根据电刷及滑环的参数计算等效电阻及打火时等效电阻跳变量；

S02：根据等效电阻跳变量计算对应的转子电流跳变量，作为跳变量参考值；

S03：以固定时间间隔采样转子电流，计算处理后建立电流波形；

S04：电流波形计算是否有电流跳变量达到跳变量参考值，如有则认定为存在早期故障。

2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S01的过程包括：根据电刷及滑环的参数计算出单个电刷对应的接触电阻及电刷电阻，再根据滑环转动周期计算滑环运行电阻，每个电刷对应的接触电阻、电刷电阻及滑环运行电阻相加得到单回路电阻，将每个电刷的单回路电阻代入并联公式获得等效电阻，当出现打火时，从并联公式中去掉对应电刷的单回路电阻得到跳变电阻，等效电阻与跳变电阻之差即为等效电阻跳变量。

3.根据权利要求1或2所述的一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S02的过程包括：根据双馈风力发电机的控制原理及计算公式，以转子控制电压不发生变化为前提，结合等效电阻跳变量计算出转子电流跳变量，包括幅值跳变量和相位跳变量。

4.根据权利要求1或2所述的一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S03的过程包括：以间隔时间ΔT采样转子电流，可以测量到的三相中每一相的实际转子电流序列为：

{i_a}＝[i_1a i_2a...i_na]

将转子电流序列表达为：

其中I_r为转子有效电流，f_r为转子频率，δ₁、δ₂、...、δ_n为误差，为相位角；上式再进一步转换为：

上式的归一化理想形式为：

{y}＝[z]{x}+{δ}

其中，测量值及未知量分别为：

{y}^T＝[y₁ y₂...y_n]

{x}^T＝[x₁ x₂]

其中：

参考数据矩阵[z]为与转子频率f_r和采样时间间隔ΔT相关的计算值；设m为变量个数，n为采样所得数据点个数，在nm的情况下，即可有残差δ的平方和为：

对S_r的各个未知量求偏导数，令各个未知量都等于零，则可以将S_r最小化，求解：

从而建立基于最小二乘回归的期望转子电流正弦波形。