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Title:
METHOD FOR DIAGNOSING DETAIL COEFFICIENT STANDARD DEVIATION OF SWITCH RELUCTANCE MOTOR POWER CONVERTER FAILURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/039420
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for diagnosing the detail coefficient standard deviation of a switch reluctance motor power converter failure, the method comprising: checking the phase current transient value of a switch reluctance motor power converter to calculate a detail coefficient standard deviation σ as a failure characteristic quantity; and employing the detail coefficient standard deviation σ curve of the phase current of the switch reluctance motor power converter in the entire rotational speed range or in the entire torque range to diagnose the short circuit failure of the master switch of the switch reluctance motor power converter. The present invention is suitable for a switch reluctance motor power converter having a multi-phase and multi-topology structure, can accurately diagnose short circuit failure, and has good engineering application value.

Inventors:
CHEN HAO (CN)
HAN GUOQIANG (CN)
WANG XING (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/074097
Publication Date:
March 26, 2015
Filing Date:
March 26, 2014
Export Citation:
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Assignee:
UNIV CHINA MINING (CN)
International Classes:
G01R31/02
Foreign References:
CN103454550A2013-12-18
CN103105559A2013-05-15
CN101551441A2009-10-07
US20100198480A12010-08-05
Attorney, Agent or Firm:
NANJING RUIHONG PATENT AND TRADEMARK OFFICE (GENERAL PARTNERSHIP) (CN)
南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种开关磁阻电机功率变换器故障细节系数标准差诊断方法, 其特征在于: 检测开关磁阻电机功率变换器的相电流 /( 瞬态值; 由公式:

计算出细节系数标准差 σ,

式中 , 细节系数实际值 djk = \R , 细节系数平均值 d~k = ∑d k , 为时间变量, J'为分辨率级别, 为离散化后的平移量, (2— 为小 波函数 (K jt_k、的共轭复数, R 为 , 相 电流 /(0 瞬态值作如下变换 f(t) =∑ ∑^2 (2- +∑ ^d^'^il- -k) , 尺 度 系 数 c k =\Rf (t)2-jl2 (p( jt-k)dt, (2 - A)为尺度函数 - )的共轭复数;

将细节系数标准偏差 σ作为故障特征量, 来诊断开关磁阻电机功率变换器的主电路 是否有短路故障; 当细节系数标准偏差 σ在整个转速范围内的曲线波动在 0.005 ~ 0.01之间, 或细节系 数标准偏差 σ在整个转矩范围内的曲线波动在 0.005附近, 判断开关磁阻电机功率变换器 发生短路故障。

Description:
开关磁阻电机功率变换器故障细节系数标准差 诊断方法

技术领域

本发明涉及一种短路故障细节系数标准差诊断 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细节系数标 准差诊断方法。

背景技术

针对开关磁阻电机系统的故障检测与诊断技术 研究虽然已经逐渐引起国内外研究者 的广泛关注, 然而起步晚、 取得成果较少。 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。 功率变换器是开关磁阻 电机系统的重要部件, 是故障多发之处。 针对功率变换器的故障保护措施大都停留在对 功率器件的过流、 过压、 过热保护等层面, 这只有当故障发展到相当程度并影响到外部 可测变量特征时才有效, 由于系统结构和参数的不同只能粗略设置故障 保护阈值, 无法 作出故障类型判断。 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。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在问题, 提供一种开关磁阻电机功率变换器短路 故障细节系数标准差诊断方法。

本发明的开关磁阻电机功率变换器故障细节系 数标准差诊断方法:

检测开关磁阻电机功率变换 /(0瞬态值; 由公式: 计算出细节系数标准差 σ, 式中, 细节系数实际值 λ = ί β /( )2- ^ (2 4 ¾, 细节系数平均值 = ^, 为时间变量, J'为分辨率级别, Α为离散化后的平移量, (2- 为小波函数^;2 - 的共轭复数, R 为, 相电流 /(0瞬态值作如下变换 f(t) =∑ - k) , 尺 度 系 数

c k = ί β (ί)2- ],2 φ(2- ] t - k)dt, φ{2- ] t - 为尺度函数 φ{ t - k)的共轭复数; 将细节系数标准偏差 σ作为故障特征量, 来诊断开关磁阻电机功率变换器的主电路 是否有短路故障;

整个转速范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005 ~ 0.01之间波动, 或整个转矩范围内 细节系数标准偏差 σ在 0.005附近波动, 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瞬 态值, 计算出细节系数标准差 σ , 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 相电流细节系数标 准偏差 σ曲线, 或采用整个转矩范围内开关磁阻电机功率变换 器相电流细节系数标准偏 差 σ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, 能定量提取故障特征, 对短路故障针对性强、 故障诊断 可靠, 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 率变换器的拓扑结构图。

图 2是本发明应用于三相双开关式开关磁阻电机 率变换器的整个转速范围内细节 系数标准偏差 σ曲线图;

图 3是本发明应用于三相双开关式开关磁阻电机 率变换器的整个转矩范围内细节 系数标准偏差 σ曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步 的描述:

如图 1所示, 为三相开关磁阻电机双开关式功率变换器主电 路, 三相双开关功率变 换器的每相均有两只主开关和两只续流二极管 , Α相、 Β相、 C相并联在供电电源正极" + " 和负极 "-"上。 其中 A相的上主开关 S1—端与供电电源正极 "+ "相连、 上主开关 S1 另一端与 A相绕组一端相连, 下主开关 S2—端与供电电源负极 "-"相连、 下主开关 S2 另一端与 A相绕组另一端相连, 上续流二极管 VD1—端与供电电源正极 "+ "相连、 上续 流二极管 VD1另一端与 A相绕组另一端相连,下续流二极管 VD2—端与供电电源负极 "-" 相连、 下续流二极管 VD2另一端与 A相绕组一端相连。 B相、 C相内部连接方式与 A相内 部连接方式相同, 略。 开关磁阻电机功率变换器故障细节系数标准差 诊断方法如下: 首先检测三相开关磁阻电机双开关式功率变换 器的 A相电流 /«瞬态值; 由公式: 计算出细节系数标准差 σ, 式中: 细节系数实际值 λ = ί β /(ί)2- ^ (2 , 细节系数平均值 = ^, 为时间变量, J'为分辨率级别, A为离散化后的平移量, (2- 为小波函数^;2 - 的共轭复数, R 为, 相电流 /(0瞬态值作如下变换 f(t) , 尺 度 系 数

c k = \ R f{t)T in 9{ j t - k)dt, φ(Τ ] t - A)为尺度函数 q l-i t - k)的共轭复数; 将细节系数标准偏差 σ作为故障特征量, 来诊断开关磁阻电机功率变换器的主电路 是否有短路故障;

如图 2所示, 整个转速范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005 ~ 0.01之间波动, 或如 图 3所示,整个转矩范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005附近波动,开关磁阻电机双开关 功率变换器 Α相发生短路故障。

对三相开关磁阻电机双开关功率变换器 B相发生短路故障时的故障检测、 故障种类 辨别、 故障相定位方法与上述开关磁阻电机双开关功 率变换器 A类似;

检测三相双开关式开关磁阻电机功率变换器的 B相电流 /(0瞬态值; 由公式: 计算出细节系数标准差 σ, 式中: 细节系数实际值 λ = ί β /( )2- ^ (2 4 ¾, 细节系数平均值 ¾; = ^, 为时间变量, J'为分辨率级别, A为离散化后的平移量, (2- 为小波函数^;2 - 的共轭复数, R 为, 相电流 /(0瞬态值作如下变换 ( =∑∑ c.,, 2^>(2-^ +∑ ∑ , λ 2- ^(2 4) , 尺 度 系 数 c k = ί β (ί)2- ],2 φ(2- ] t - k)dt, φ{2- ] t - 为尺度函数 φ{ t - k)的共轭复数; 将细节系数标准偏差 σ作为故障特征量, 来诊断开关磁阻电机功率变换器的主电路 是否有短路故障;

如图 2所示, 整个转速范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005 ~ 0.01之间波动, 或如 图 3所示,整个转矩范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005附近波动,开关磁阻电机双开关 功率变换器 Β相发生短路故障。

对三相开关磁阻电机双开关功率变换器 C相发生短路故障时的故障检测、 故障种类 辨别、 故障相定位方法与上述开关磁阻电机双开关功 率变换器 Α类似;

检测三相双开关式开关磁阻电机功率变换器的 C相电流 /(0瞬态值; 由公式: 计算出细节系数标准差 σ, 式中: 细节系数实际值 λ β /(ί)2- /2 (2- , 细节系数平均值 ζΙ = ^, 为时间变量, j'为分辨率级别, A为离散化后的平移量, k k φ{2- ] t - W为小波函数 (Kl - W的共轭复数, R 为, 相电流 /(0瞬态值作如下变换 ( =∑ ∑ c.,, 2^>(2-^ +∑ , 尺 度 系 数 i=l k j=\ k c k = i R f(f)2— jn (p( j t- , (2 -A)为尺度函数 (2 - 的共轭复数; 将细节系数标准偏差 σ作为故障特征量, 来诊断开关磁阻电机功率变换器的主电路 是否有短路故障;

如图 2所示, 整个转速范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005 ~ 0.01之间波动, 或如 图 3所示,整个转矩范围内细节系数标准偏差 σ在 0.005附近波动,开关磁阻电机双开关 功率变换器 C相发生短路故障。

该开关磁阻电机功率变换器两相及两相以上同 时出现下管短路故障时的故障检测、 故障种类辨别、 故障相定位方法与上述类似。

通过对 A、 B、 C三相分别检测相电流, 判断其整个转速范围内细节系数标准偏差 σ是否 在 0.005 ~ 0.01之间波动,或整个转矩范围内细节系数标 偏差 σ是否在 0.005附近波动, 从而实现故障相的定位。