[发明专利]一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法，涉及故障诊断技术领域，解决了现有技术在进行五相永磁电机驱动系统断相故障诊断过程中，易受电机负载的影响，可靠性和鲁棒性差的技术问题；本发明对五相永磁电机的五相定子电流进行克拉克转换获取故障检测变量，根据故障检测变量判断五相永磁电机是否正常运行；当五相永磁电机运行异常时，对五相定子电流进行空间矢量分解变换得到两个空间电流矢量，进而构建故障诊断变量，实现故障相定位；本发明可以有效地实现五相永磁电机单相和两相断相故障检测和定位，且具有简单、可靠性高，鲁棒性强，成本低，易于实现的优点。

技术领域

本发明属于故障诊断领域，涉及一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断技术，具体是一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法。

背景技术

五相永磁电机相比于三相电机，具有更低的转矩脉动、更高的功率密度以及更强的容错能力，在许多行业都有广泛应用。同时，在电机长期运行期间，急需提高其可靠性与安全性，尤其在一些工作条件要求较高的场合，若有故障发生，可能导致其他部分二次故障，甚至会造成巨大的经济损失和安全事故。

现有的永磁电机驱动系统断相故障诊断方法。从信号角度考虑，可分为基于电压的故障诊断方法和基于电流的故障诊断方法；基于电流的故障诊断方法利用从定子电流中提取的故障特征量实现断相故障诊断；相较于基于电压的故障诊断方法，基于电流的故障方法不需要额外的传感器，具有简单、成本低、可靠性高等优势。但是现有的基于电流的故障诊断方法一般只能实现五相永磁电机驱动系统单相断路故障诊断，且易受电机负载的影响，可靠性和鲁棒性差。为此，本专利发明一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法，用于解决现有技术在进行五相永磁电机驱动系统断相故障诊断过程中，易受电机负载的影响，可靠性和鲁棒性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种五相永磁电机驱动系统断相故障诊断方法，包括：

S100：采集五相永磁电机的五相定子电流；

S200：对五相定子电流进行克拉克变换，得到基波电流分量和三次谐波电流分量；根据基波电流分量和三次谐波电流分量计算故障检测变量；

S300：将故障检测变量和设定阈值进行比较，判断五相永磁电机是否发生断相故障；是，则进行故障相定位；

S400：将五相定子电流通过空间矢量分解变换得到两个空间电流矢量，基于两个空间电流矢量构建故障诊断变量，实现故障相定位。

优选的，S200中所述对五相定子电流进行克拉克变化，得到基波电流分量和三次谐波电流分量，包括：

将五相定子电流分别标记为is1，is2，is3，is4，is5；

通过公式1和公式2得到基波电流分量iα、iβ以及三次谐波电流分量iα3、iβ3；其中，公式1为公式2为

优选的，根据基波电流分量和三次谐波电流分量计算故障检测变量，包括：

通过公式3计算故障检测变量F_fault；公式3为：其中，p为电机的极对数，Ω(t)为转子实时转速，且五相永磁电机开路故障时，故障检测变量大于0。

优选的，S400中所述将五相定子电流通过空间矢量分解变换得到两个空间电流矢量，包括：

通过公式将五相定子电流进行空间矢量分解，得到两个空间矢量电流；其中，ε＝1，3，i_η为相电流，为第一平面内的电流矢量，为第三平面内的电流矢量。

优选的，S400中所述基于两个空间电流矢量构建故障诊断变量，包括：