CN111090045A - 一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置 - Google Patents

一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置。包括:定时获取定子电流中产生的谐波;建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。本发明通过提前设定谐波筛选模型,通过谐波筛选模型对获取的谐波进行筛选,筛选出需要进行计算的故障谐波,然后通过故障频率公式对故障谐波进行计算,能够精确计算出永磁同步电机的失磁故障程度,避免了其他因素对谐波的影响,提高了系统诊断永磁同步电机的失磁故障的精准度。

Description

一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置
技术领域
本发明涉及电机磁场的诊断技术领域,尤其涉及一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置。
背景技术
永磁电机是一种新型电机,因为其结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、工作可靠、噪声低等特点得到了广泛应用,但是永磁电机会存在永磁体失磁的现象,永磁体一旦失磁,会给永磁同步电机的运行带来一些不良影响,严重时可能会烧毁电机,所以对永磁同步电机进行失磁诊断是非常有必要的。
目前针对永磁同步电机,最常用的诊断方法就是通过谐波分析法来判断电机是否发生失磁故障,这种方法容易受到其他谐波的影响,会导致最后的判断结果精度不高,为失磁诊断带来困难,所以,亟需一种永磁同步电机的失磁诊断方法,能够减少其他谐波对诊断过程的影响,提高判断结果的精确度。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种永磁同步电机的失磁诊断方法及装置,旨在解决现有技术无法减少其他谐波对诊断过程的影响,提高判断结果的精确度的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
一方面,本发明提供了一种永磁同步电机的失磁诊断方法,所述永磁同步电机的失磁诊断方法包括以下步骤:
S1,定时获取定子电流中产生的谐波;
S2,建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
S3,建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S1中,定时获取定子电流中产生的谐波,还包括以下步骤,设定谐波范围以及间隔时间,根据间隔时间定时获取定子电流中产生的谐波,根据谐波范围对定子电流中产生的谐波进行判断,当定子电流中产生的谐波满足谐波范围时,保留对应的谐波。
在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S2中,建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波,还包括以下步骤,获取历史故障谐波范围,根据该历史故障谐波范围建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波。
在以上技术方案的基础上,优选的,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波,还包括以下步骤,根据历史故障谐波范围对谐波进行判断,当谐波满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为待计算谐波;当谐波不满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为干扰谐波。
在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S3中,建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断,还包括以下步骤,建立故障频率公式,设定频率最大值以及频率最小值,将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,根据比较结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
在以上技术方案的基础上,优选的,将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,根据比较结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断,还包括以下步骤,当计算结果大于频率最大值时,停止永磁同步电机的运行状态,并向用户发出警报;当计算结果小于频率最大值,大于频率最小值时,向用户发出预警信息;当计算结果小于频率最小值时,记录此时的故障频率为安全频率。
在以上技术方案的基础上,优选的,还包括以下步骤,所述故障频率公式为:
Figure BDA0002341004230000031
其中,fdeg代表故障频率,fe代表电源频率,k代表整数,且k=1,2,…,p代表极对数。
更进一步优选的,所述永磁同步电机的失磁诊断装置包括:
获取模块,用于定时获取定子电流中产生的谐波;
筛选模块,用于建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
计算诊断模块,用于建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
第二方面,所述永磁同步电机的失磁诊断方法还包括一种设备,所述设备包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的永磁同步电机的失磁诊断方法程序,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序配置为实现如上文所述的永磁同步电机的失磁诊断方法的步骤。
第三方面,所述永磁同步电机的失磁诊断方法还包括一种介质,所述介质为计算机介质,所述计算机介质上存储有永磁同步电机的失磁诊断方法程序,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时实现如上文所述的永磁同步电机的失磁诊断方法的步骤。
本发明的一种永磁同步电机的失磁诊断方法相对于现有技术具有以下有益效果:
(1)通过建立谐波筛选模型,提前对定子电流中产生的谐波进行筛选,可以大大减少其他器件产生谐波,对定子电流中产生的谐波造成干扰,提高了永磁同步电机的失磁诊断的准确度;
(2)通过建立故障频率公式,能够精确计算出故障频率,然后通过历史的判断标准,可以快速精确判断出当前永磁同步电机的失磁故障程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备的结构示意图;
图2为本发明永磁同步电机的失磁诊断方法第一实施例的流程示意图;
图3为本发明永磁同步电机的失磁诊断方法第一实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术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方式,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,该设备可以包括:处理器1001,例如中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU),通信总线1002、用户接口1003,网络接口1004,存储器1005。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity,WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)存储器,也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构并不构成对设备的限定,在实际应用中设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
如图1所示,作为一种介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及永磁同步电机的失磁诊断方法程序。
在图1所示的设备中,网络接口1004主要用于建立设备与存储永磁同步电机的失磁诊断方法系统中所需的所有数据的服务器的通信连接;用户接口1003主要用于与用户进行数据交互;本发明永磁同步电机的失磁诊断方法设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在永磁同步电机的失磁诊断方法设备中,所述永磁同步电机的失磁诊断方法设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的永磁同步电机的失磁诊断方法程序,并执行本发明实施提供的永磁同步电机的失磁诊断方法。
结合图2,图2为本发明永磁同步电机的失磁诊断方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中,所述永磁同步电机的失磁诊断方法包括以下步骤:
S10:定时获取定子电流中产生的谐波。
应当理解的是,永磁电机如果发生故障,会在定子电流中产生特定的谐波,即可以通过捕捉这种谐波来判断永磁电机是否发生失磁现象,如果有,则表示永磁电机已经发生了失磁现象,没有则表示永磁电机状态良好,为了捕捉这种谐波,系统会设定谐波范围以及间隔时间,根据间隔时间定时获取定子电流中产生的谐波,根据谐波范围对定子电流中产生的谐波进行判断,当定子电流中产生的谐波满足谐波范围时,保留对应的谐波。
应当理解的是,谐波(harmonic wave),从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量,通常称为高次谐波,而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。
S20:建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波。
应当理解的是,系统会获取历史故障谐波范围,根据该历史故障谐波范围建立谐波筛选模型,然后将获取到的谐波跟这个历史故障谐波范围进行比较,只有当满足历史故障谐波范围的谐波才会被定义为故障谐波,作为待计算谐波等待计算,而不满足满足历史故障谐波范围的谐波则是干扰谐波,通过这种方式可以对电路产生谐波进一步提纯,降低其他谐波造成的影响,提高失磁诊断的准确度。
S30:建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
应当理解的是,系统会建立故障频率公式,预先设定频率最大值以及频率最小值,将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,当计算结果大于频率最大值时,表示永磁电机此时已经进行失磁状态,为了避免造成更大损失,系统会停止永磁同步电机的运行状态,并向用户发出警报;当计算结果小于频率最大值,大于频率最小值时,表示永磁电机处于一个临界状态,需要进行维护,以免失磁,系统此时向用户发出预警信息;当计算结果小于频率最小值时,系统会记录此时的故障频率为安全频率。
应当理解的是,所述故障频率公式为:
Figure BDA0002341004230000061
其中,fdeg代表故障频率,fe代表电源频率,k代表整数,且k=1,2,...,p代表极对数。
需要说明的是,以上仅为举例说明,并不对本申请的技术方案构成任何限定。
通过上述描述不难发现,本实施例通过定时获取定子电流中产生的谐波;建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。本实施例通过提前设定谐波筛选模型,通过谐波筛选模型对获取的谐波进行筛选,筛选出需要进行计算的故障谐波,然后通过故障频率公式对故障谐波进行计算,能够精确计算出永磁同步电机的失磁故障程度,避免了其他因素对谐波的影响,提高了系统诊断永磁同步电机的失磁故障的精准度。
此外,本发明实施例还提出一种永磁同步电机的失磁诊断装置。如图3所示,该永磁同步电机的失磁诊断装置包括:获取模块10、筛选模块20、计算诊断模块30。
获取模块10,用于定时获取定子电流中产生的谐波;
筛选模块20,用于建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
计算诊断模块30,用于建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
此外,需要说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,并不对本发明的保护范围构成限定,在实际应用中,本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的,此处不做限制。
另外,未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明任意实施例所提供的永磁同步电机的失磁诊断方法,此处不再赘述。
此外,本发明实施例还提出一种介质,所述介质为计算机介质,所述计算机介质上存储有永磁同步电机的失磁诊断方法程序,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时实现如下操作:
S1,定时获取定子电流中产生的谐波;
S2,建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
S3,建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
设定谐波范围以及间隔时间,根据间隔时间定时获取定子电流中产生的谐波,根据谐波范围对定子电流中产生的谐波进行判断,当定子电流中产生的谐波满足谐波范围时,保留对应的谐波。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
获取历史故障谐波范围,根据该历史故障谐波范围建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
根据历史故障谐波范围对谐波进行判断,当谐波满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为待计算谐波;当谐波不满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为干扰谐波。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
建立故障频率公式,设定频率最大值以及频率最小值,将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,根据比较结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
当计算结果大于频率最大值时,停止永磁同步电机的运行状态,并向用户发出警报;当计算结果小于频率最大值,大于频率最小值时,向用户发出预警信息;当计算结果小于频率最小值时,记录此时的故障频率为安全频率。
进一步地,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时还实现如下操作:
所述故障频率公式为:
Figure BDA0002341004230000081
其中,fdeg代表故障频率,fe代表电源频率,k代表整数,且k=1,2,...,p代表极对数。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:包括以下步骤;
S1,定时获取定子电流中产生的谐波;
S2,建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
S3,建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:步骤S1中,定时获取定子电流中产生的谐波,还包括以下步骤,设定谐波范围以及间隔时间,根据间隔时间定时获取定子电流中产生的谐波,根据谐波范围对定子电流中产生的谐波进行判断,当定子电流中产生的谐波满足谐波范围时,保留对应的谐波。
3.如权利要求2所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:步骤S2中,建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波,还包括以下步骤,获取历史故障谐波范围,根据该历史故障谐波范围建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波。
4.如权利要求3所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波,还包括以下步骤,根据历史故障谐波范围对谐波进行判断,当谐波满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为待计算谐波;当谐波不满足历史故障谐波范围时,将对应的谐波作为干扰谐波。
5.如权利要求4所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:步骤S3中,建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断,还包括以下步骤,建立故障频率公式,设定频率最大值以及频率最小值,将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,根据比较结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
6.如权利要求5所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:将计算结果与频率最大值以及频率最小值进行比较,根据比较结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断,还包括以下步骤,当计算结果大于频率最大值时,停止永磁同步电机的运行状态,并向用户发出警报;当计算结果小于频率最大值,大于频率最小值时,向用户发出预警信息;当计算结果小于频率最小值时,记录此时的故障频率为安全频率。
7.如权利要求5所述的永磁同步电机的失磁诊断方法,其特征在于:还包括以下步骤,所述故障频率公式为:
Figure FDA0002341004220000021
其中,fdeg代表故障频率,fe代表电源频率,k代表整数,且k=1,2,…,p代表极对数。
8.一种永磁同步电机的失磁诊断装置,其特征在于,所述永磁同步电机的失磁诊断装置包括:
获取模块,用于定时获取定子电流中产生的谐波;
筛选模块,用于建立谐波筛选模型,根据谐波筛选模型对谐波进行筛选,获取筛选后的谐振作为待计算谐波;
计算诊断模块,用于建立故障频率公式,根据故障频率公式对待计算谐波进行计算,根据计算结果对永磁同步电机的失磁故障进行诊断。
9.一种设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的永磁同步电机的失磁诊断方法程序,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序配置为实现如权利要求1至7任一项所述的永磁同步电机的失磁诊断方法的步骤。
10.一种介质,其特征在于,所述介质为计算机介质,所述计算机介质上存储有永磁同步电机的失磁诊断方法程序,所述永磁同步电机的失磁诊断方法程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的永磁同步电机的失磁诊断方法的步骤。
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