西北工业大学;西北工业大学重庆科创中心葛乐飞获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学;西北工业大学重庆科创中心申请的专利基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119881643B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510315958.8,技术领域涉及:G01R31/34;该发明授权基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法是由葛乐飞;王德龙;何嘉凯;李嘉燚;蔡浩宇;付倩娆设计研发完成,并于2025-03-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法,属于电机故障诊断技术领域,该方法适用于两电平电压源型逆变器;由三个步骤实现,第一步对两相旋转坐标系下的电流使用拉格朗日插值法进行电流预测,并监测同时刻的实际电流值;第二步根据实际电流与预测电流的残差判断是否发生了开关管故障,这种故障判断方法不依赖负载,在突变负载的工况下仍有较高的诊断精度;第三步进行故障的定位,通过对三相电流的电流矢量进行分离,对每相电流进行故障计算并定位,能够简化故障定位方法,并快速地判断出故障发生位置。通过上述方法进行故障诊断大大提高了诊断的准确率,并能够减少诊断时间。
本发明授权基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法在权利要求书中公布了:1.一种基于电流矢量的永磁同步电机逆变器开路故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:使用拉格朗日预测法对永磁同步电机在两相旋转坐标系下的d轴电流值和q轴电流值进行预测,得到当前k时刻的d轴电流预测值和q轴电流预测值;并实时监测同时刻的d轴电流值和q轴电流值; 当前k时刻的d轴电流预测值和q轴电流预测值为: 其中、、分别对应表示第、、时刻的d轴电流值,、、分别对应表示第、、时刻的q轴电流值; 步骤2:基于步骤1得到的k时刻的d轴电流预测值和q轴电流预测值以及同时刻的d轴电流值和q轴电流值,判断是否发生逆变器开路故障,如果发生逆变器开路故障,则进入步骤3,并保存判定故障发生的时刻,若没有发生逆变器开路故障,则返回步骤1,进行下一时刻处理; 其中,对于第k时刻,将步骤1得到的d轴电流预测值、q轴电流预测值与同时刻实际的d轴电流值、q轴电流值进行对比;若d轴电流预测值与实际d轴电流值的差值,以及q轴电流预测值与实际q轴电流值的差值中,任一差值大于或等于设定的电流差值阈值,则判定发生逆变器开路故障;否则判定逆变器正常,返回步骤1进行继续测量; 步骤3:若在第k时刻判断发生逆变器开路故障,则对于永磁同步电机的每相电流,均进行如下判断,实现故障定位: 步骤3.1:基于故障发生前一时刻该相电流角度和该相的电流值,根据公式 计算并保存该相电流幅值; 步骤3.2:构建该相电流的电流矢量,以该相电流值作为直角坐标系的横坐标值,以延迟14周期后的该相电流值作为纵坐标值: 其中为故障发生时刻该相电流角度; 步骤3.3:基于步骤3.2得到的该相电流的横坐标值、纵坐标值,构建该相电流的空间矢量: 其中表示纵坐标方向的单位空间向量,表示该相电流空间矢量的角度; 步骤3.4:以判定故障发生的k时刻为起点,计算该相电流在t0时长内,空间矢量与直角坐标系坐标轴所包围的故障电流面积,并根据电流幅值计算逆变器健康时刻的健康电流面积: 步骤3.5:计算该相电流的故障电流面积与健康电流面积的比值,根据以下逻辑确定是该相上开关管故障还是下开关管故障: 若比值小于或等于设定的电流比值阈值,且每该相电流角度处于[0,π之间,则确定是该相上开关管发生故障;若比值小于或等于设定的电流比值阈值,且该相电流角度处于[π,2π之间,则确定是该相下开关管发生故障;若比值大于设定的电流比值阈值,则返回步骤1对下一个电流周期进行诊断。
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