CN110907821A - 一种永磁同步电机故障检测方法、计算机可读存储介质及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种永磁同步电机故障检测方法、计算机可读存储介质及空调，通过实时检测的电机电流值和电压值估算电机永磁体磁链实时值，依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断，电机是否发生失磁故障，根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断是否进行停机处理。本发明采用实时值与额定值的初判断，实时值与设定阈值的再判断，准确检测出电机是否发生失磁故障，而且可在电机发生严重失磁故障时，对电机进行及时停止运行保护，防止损毁，且在检修时知道电机的故障为失磁故障。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机故障检测方法、计算机可读存储介质及空调。
背景技术
近年来，在全球能源危机及环境污染日益严重的背景下，发展可再生能源开始受到社会普遍关注。风能作为一种清洁的可再生能源，因为其绿色环保、蕴含量大和成本较低等自身特性，越发受到世界各国的发展和推广。而永磁同步电机因其采用永磁体结构，与电励磁结构电机相比，更适合做成风力发电环境中所要求的多极低速结构，并且其省去了电刷和滑环，提高了发电可靠性和发电效率，在风力发电领域得到大规模应用。
空调永磁同步电机应用于各位复杂场景，电机中永磁体受自身失磁及各种环境和工况影响，会发生失磁故障；一旦永磁电机发生失磁故障，将影响电机的运行效果，甚者将导致电机烧毁，造成设备损坏；因此，进行永磁同步发电机的永磁体磁性能及失磁故障检测，对电机安全高效运行具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种永磁同步电机故障检测方法、计算机可读存储介质及空调。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种永磁同步电机故障检测方法，通过实时检测的电机电流值和电压值估算电机永磁体磁链实时值，依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断，电机是否发生失磁故障，根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断是否进行停机处理。采用实时值与额定值的初判断，实时值与设定阈值的再判断，准确检测出电机是否发生失磁故障，而且可在电机发生严重失磁故障时，对电机进行及时停止运行保护，防止损毁，且在检修时知道电机的故障为失磁故障。
进一步的，所述通过实时检测的电机电流值和电压值估算电机永磁体磁链实时值具体为：在永磁同步电机的d-q坐标系中的电压方程基础上，设计出非奇异终端滑模自适应观测器，根据相关理论推导出永磁体磁链的表达式，由电流、电压的实时值及相关电机参数，估算永磁体磁链的实时值。通过滑模变结构控制理论与自适应控制理论的相关理论知识两者的结合，利用滑模变结构控制理论中的非奇异滑模控制算法具有快速性和精确性等优点，而自适应算法可排除电感、电阻等对电机电流和电压的影响，提高永磁体磁链实时值检测的精确度。
进一步的，所述额定值具体为电机永磁体磁链的额定值，通过电机参数检测获取。通过电机现有参数直接检测得到电机永磁体磁链额定值，获取的方法简单直接有效，而且获得的额定值准确，提高判断是否失磁的正确率。
进一步的，所述阈值具体为永磁同步电机控制系统所能容许永磁体失磁的最大程度，所述阈值通过实验获取并预先设定。当永磁体失磁到某种程度就会彻底影响电机控制系统的运行，甚至导致电机损毁，设定阈值进行比较可以有效保护电机。
进一步的，所述依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断具体为：若实时值等于额定值，则表示电机正常运行，不存在故障问题。当实时值等于额定值，说明不需要进行任何操作，维持当前电机运行即可。
进一步的，所述依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断具体为：若实时值小于额定值，则进一步进行实时值与阈值的比较。通过与额定值的比较进行初步判断电机情况，再进行与阈值的比较判断，可以确保判断的准确性。
进一步的，所述根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断电机是否进行停机处理具体为：若实时值大于或等于阈值，则判断电机发生失磁故障，对电机运行造成轻微影响，系统发出警报。当检测到电机发生失磁故障时及时发出警报，工作人员根据警报进行相应操作，对电机进行实时监控保护，防止电机损坏。
进一步的，所述根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断电机是否进行停机处理具体为：若实时值小于阈值，则判断电机发生严重失磁故障，对电机运行造成严重影响，停止电机运行并发出警报。当检测到电机发生严重失磁，则马上停止电机的运行并发出警报，有效保护电机同时可以及时对电机进行维修，有效避免电机在故障情况下持续运行的情况发生。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的永磁同步电机故障检测方法。
一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的永磁同步电机故障检测方法。
本发明提供的一种永磁同步电机故障检测方法、计算机可读存储介质及空调的有益效果在于：利用非奇异终端滑模自适应观测器对永磁体磁链进行实时估算，提高磁链实时值检测的精准性；采用本发明的警示和保护系统，可在电机发生失磁故障时，对电机进行及时停止运行保护，防止损毁，且在检修时知道电机的故障为失磁故障。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例1：一种永磁同步电机故障检测方法。
一种永磁同步电机故障检测方法，具体步骤如下：
通过永磁同步电机上的电流、电压等传感器，测出电流、电压的实时值；
依据滑模变结构控制理论与自适应控制理论的相关理论知识，在永磁同步电机的d-q坐标系中的电压方程基础上，设计出非奇异终端滑模自适应观测器，根据相关理论推导出永磁体磁链的表达式，由电流、电压的实时值及相关电机参数，估算永磁体磁链的实时值；其中，滑模变结构控制理论中的非奇异滑模控制算法具有快速性和精确性等优点，而自适应算法可排除电感、电阻等对电机电流和电压的影响，将两者结合设计观测器，提高永磁体实时磁链的精确度；
电机永磁体磁链的额定值可通过电机参数获得。通过实验可获得永磁同步电机控制系统所能容许永磁体失磁的最大程度（也就是说永磁体失磁到某种程度会彻底影响电机控制系统的运行，甚至导致电机损毁），设定电机可运行状态下永磁体磁链的阈值；
将永磁体磁链实时值与额定值相比较，如果永磁体磁链实时值等于额定值，指示灯不亮永磁同步电机正常运行，代表永磁体没有失磁；
如果永磁体磁链实时值小于额定值 ，再将永磁体磁链实时值与阈值相比较，如果永磁体磁链实时值大于或等于阈值，指示灯亮，永磁同步电机带失磁故障运行，代表电机发生了失磁故障，对电机运行造成轻微影响；
如果永磁体磁链实时值小于阈值，指示灯亮，永磁同步电机停止运行，代表电机发生严重失磁故障，将严重影响电机运行，可能导致电机损毁。
本实施例中，采用实时值与额定值的初判断，实时值与设定阈值的再判断，准确检测出电机是否发生失磁故障，而且可在电机发生失磁故障时，对电机进行及时停止运行保护，防止损毁，且在检修时知道电机的故障为失磁故障。
实施例2：一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1所述的永磁同步电机故障检测方法。
实施例3：一种空调。
一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1所述的永磁同步电机故障检测方法。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机故障检测方法，其特征在于，通过实时检测的电机电流值和电压值估算电机永磁体磁链实时值，依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断，电机是否发生失磁故障，根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断是否进行停机处理。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述通过实时检测的电机电流值和电压值估算电机永磁体磁链实时值具体为：在永磁同步电机的d-q坐标系中的电压方程基础上，设计出非奇异终端滑模自适应观测器，根据相关理论推导出永磁体磁链的表达式，由电流、电压的实时值及相关电机参数，估算永磁体磁链的实时值。
3.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述额定值具体为电机永磁体磁链的额定值，通过电机参数检测获取。
4.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述阈值具体为永磁同步电机控制系统所能容许永磁体失磁的最大程度，所述阈值通过实验获取并预先设定。
5.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断具体为：若实时值等于额定值，则表示电机正常运行，不存在故障问题。
6.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述依据电机永磁体磁链实时值与额定值比较判断具体为：若实时值小于额定值，则进一步进行实时值与阈值的比较。
7.如权利要求1所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断电机是否进行停机处理具体为：若实时值大于或等于阈值，则判断电机发生失磁故障，对电机运行造成轻微影响，系统发出警报。
8.如权利要求4所述的永磁同步电机故障检测方法，其特征在于：所述根据判断结果进一步比较实时值与阈值大小判断电机是否进行停机处理具体为：若实时值小于阈值，则判断电机发生严重失磁故障，对电机运行造成严重影响，停止电机运行并发出警报。
9.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1-8任一项所述的永磁同步电机故障检测方法。
10.一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1-8任一项所述的永磁同步电机故障检测方法。
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