西北工業大學;西北工業大學重慶科創中心葛樂飛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北工業大學;西北工業大學重慶科創中心申請的專利基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119881643B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510315958.8,技術領域涉及:G01R31/34;該發明授權基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法是由葛樂飛;王德龍;何嘉凱;李嘉燚;蔡浩宇;付倩嬈設計研發完成,并于2025-03-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法,屬于電機故障診斷技術領域,該方法適用于兩電平電壓源型逆變器;由三個步驟實現,第一步對兩相旋轉坐標系下的電流使用拉格朗日插值法進行電流預測,并監測同時刻的實際電流值;第二步根據實際電流與預測電流的殘差判斷是否發生了開關管故障,這種故障判斷方法不依賴負載,在突變負載的工況下仍有較高的診斷精度;第三步進行故障的定位,通過對三相電流的電流矢量進行分離,對每相電流進行故障計算并定位,能夠簡化故障定位方法,并快速地判斷出故障發生位置。通過上述方法進行故障診斷大大提高了診斷的準確率,并能夠減少診斷時間。
本發明授權基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法在權利要求書中公布了:1.一種基于電流矢量的永磁同步電機逆變器開路故障診斷方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:使用拉格朗日預測法對永磁同步電機在兩相旋轉坐標系下的d軸電流值和q軸電流值進行預測,得到當前k時刻的d軸電流預測值和q軸電流預測值;并實時監測同時刻的d軸電流值和q軸電流值; 當前k時刻的d軸電流預測值和q軸電流預測值為: 其中、、分別對應表示第、、時刻的d軸電流值,、、分別對應表示第、、時刻的q軸電流值; 步驟2:基于步驟1得到的k時刻的d軸電流預測值和q軸電流預測值以及同時刻的d軸電流值和q軸電流值,判斷是否發生逆變器開路故障,如果發生逆變器開路故障,則進入步驟3,并保存判定故障發生的時刻,若沒有發生逆變器開路故障,則返回步驟1,進行下一時刻處理; 其中,對于第k時刻,將步驟1得到的d軸電流預測值、q軸電流預測值與同時刻實際的d軸電流值、q軸電流值進行對比;若d軸電流預測值與實際d軸電流值的差值,以及q軸電流預測值與實際q軸電流值的差值中,任一差值大于或等于設定的電流差值閾值,則判定發生逆變器開路故障;否則判定逆變器正常,返回步驟1進行繼續測量; 步驟3:若在第k時刻判斷發生逆變器開路故障,則對于永磁同步電機的每相電流,均進行如下判斷,實現故障定位: 步驟3.1:基于故障發生前一時刻該相電流角度和該相的電流值,根據公式 計算并保存該相電流幅值; 步驟3.2:構建該相電流的電流矢量,以該相電流值作為直角坐標系的橫坐標值,以延遲14周期后的該相電流值作為縱坐標值: 其中為故障發生時刻該相電流角度; 步驟3.3:基于步驟3.2得到的該相電流的橫坐標值、縱坐標值,構建該相電流的空間矢量: 其中表示縱坐標方向的單位空間向量,表示該相電流空間矢量的角度; 步驟3.4:以判定故障發生的k時刻為起點,計算該相電流在t0時長內,空間矢量與直角坐標系坐標軸所包圍的故障電流面積,并根據電流幅值計算逆變器健康時刻的健康電流面積: 步驟3.5:計算該相電流的故障電流面積與健康電流面積的比值,根據以下邏輯確定是該相上開關管故障還是下開關管故障: 若比值小于或等于設定的電流比值閾值,且每該相電流角度處于[0,π之間,則確定是該相上開關管發生故障;若比值小于或等于設定的電流比值閾值,且該相電流角度處于[π,2π之間,則確定是該相下開關管發生故障;若比值大于設定的電流比值閾值,則返回步驟1對下一個電流周期進行診斷。
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