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《雙余度永磁無刷直流電機繞組故障診斷研究-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年2月西北工業(yè)大學學報Feb．2014第32卷第1期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVol_32No．1雙余度永磁無刷直流電機繞組故障診斷研究付朝陽，劉景林，張曉旭(西北工業(yè)大學自動化學院，陜西西安710072)摘要：雙余度永磁無刷直流電機具有可靠性高、體積小、重量輕等優(yōu)點，但繞組之間的耦合性對故障診斷提出了更高要求。針對雙余度永磁無刷直流電機常見的繞組故障，包括繞組開路和繞組短路，選擇相電流作為故障分析信號，通過拆分定子槽，改變控制電路的方
2、式，建立了電機的繞組故障有限元仿真模型。根據故障信號和小波函數(shù)的特點，分別采用Daubechies3和coif5小波函數(shù)對故障信號進行特征提取。結果表明：在小波分解高頻部分的第2層，信號有明顯突變，并由此確定coif5小波函數(shù)進行故障特征檢測。采用c0if5小波函數(shù)對相電流d分解系數(shù)進行了能量特征提取，得到了各相短路時的故障特征向量。建立了基于PNN神經網絡的故障診斷模型，對故障樣本進行了診斷，診斷結果準確率l00％，驗證了所用方法的有效可行。關鍵詞：無刷直流電機；電樞繞組；故障分析；特征提取中圖分類號：
3、TM301．2文獻標志碼：A文章編號：1000—2758(2014)01．0093．05在航空航天等高精密控制系統(tǒng)中，廣泛采用余接驅動作動器(DDA)用電氣／機械混合四余度無度控制技術?？刂葡到y(tǒng)中實現(xiàn)余度控制一種方案是刷直流力矩電動機(BLDCTM)性能的影響，分析了1臺電機及其控制系統(tǒng)作為1個通道，采用多臺電短路故障對電機電氣參數(shù)造成的影響，系統(tǒng)的仿真機及其控制系統(tǒng)并聯(lián)運行，這種方案的缺點是體積結果表明某一相繞組出現(xiàn)匝間短路或某余度的兩相大、重量重、成本高。另一種方案是將余度技術引入繞組出現(xiàn)相間短路時，
4、系統(tǒng)依然可以正常運行，大大到電機上，電機定子中設置多套繞組，共用1套轉子提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)，每套繞組分別與控制系統(tǒng)構成獨立的通道。在上述文獻中，大多針對雙余度永磁無刷直流該方案的特點是：體積小、重量輕、成本低。電機的設計及其控制方法進行了研究，針對故障診目前，國內科研機構已對余度電機做了一些初斷方面的研究較少。由于繞組中設置了2套繞組，步研究。文獻[1]研究了雙余度無刷直流電機的極大大提高了系統(tǒng)的可靠性，但是作為一個多源故障弧系數(shù)對其轉矩波動的影響，通過采用電磁場有限系統(tǒng)，雙余度永磁無刷直流電機由于
5、繞組問的耦合元分析的方法，計算了極弧系數(shù)對電氣雙余度波形作用，存在一個故障對應多個故障特征和多個故障和定位轉矩的影響，給出了電氣雙余度極弧系數(shù)選特征對應相似故障特征的情況，并且由于早期繞組取的參考方法。文獻[2]采用場路結合的方法設計故障信號微弱而難以被發(fā)現(xiàn)，給電機故障診斷帶來了一種用于直接驅動作動器(DDA)的電氣／機械混了較大困難。合式四余度無刷直流力矩電動機，該電機具有同軸的2段定、轉子，每段定子中隔槽嵌放2套繞組，從故障信號和小波函數(shù)的選擇而構成電氣／機械混合四余度，通過實驗驗證了該方案的可行性。
6、文獻[3]對雙余度無刷電機的數(shù)學模雙余度永磁無刷直流電機采用了2套電樞繞型進行了推導，設計了相關原理樣機，驗證了雙余度組，在電機運行時，2套繞組會通過電感互相耦合，設計的可行性。文獻[4]研究了繞組短路故障對直收稿日期：2013—04-28基金項目：陜西省自然科~(2013JQ7035)與航空科~(2013ZC53045)資助作者簡介：付朝陽(1981一)，西北工業(yè)大學講師、博士，主要從事永磁電機設計與控制及智能控制理論與應用的研究?！?4·西北工業(yè)大學學報第32卷而當電機發(fā)生故障時，電機的轉速、轉矩和電
7、流等都解，信號被分解到一系列頻帶上，且各頻帶互不相會發(fā)生變化，電機轉矩方程如下所示：交。在確定的小波母函數(shù)和采樣頻率下，每個頻帶T=C，(1)范圍由尺度決定。電機發(fā)生故障時，每相電流波形設電樞電流的脈動頻率為．，可知電機轉速為包含不同的諧波成分，在不同的頻帶上諧波能量增n=60f／P(2)強或抑制。因為不同類型的故障電流波形信號經小由上述2個公式可以看到，電機的轉矩、轉速均波分解后在各頻帶上的投影是不同的，所以故障信與電流相關。因此當電機發(fā)生故障時，電機的電樞號在各頻帶投影序列的能量是故障類型的表現(xiàn)形電流
8、信號會有比較明顯的變化，主要表現(xiàn)在以下幾式，因此可以把正交小波分解后每相電流空間信號個參數(shù)中：穩(wěn)態(tài)電樞電流均值、穩(wěn)態(tài)電樞電流的脈動能量作為特征向量，進行頻帶能量分析。幅度、穩(wěn)態(tài)電流的脈動頻率等。根據以上方法，對電機進行了動態(tài)仿真，在250信號的多分辨分析是信號的正交小波分解，其ms時，破壞控制電路為1相斷路，選擇Daubechies3基本算法是Mallat提出的基于時間和尺度的二進分和coifs分別對電流信號進行了2層小波分解
