【摘 要】
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永磁同步电机（PMSM）具有转换效率高、体积小、结构紧凑等优点,在电动车领域广泛应用。但是由于老化、碰撞、化学腐蚀等多种原因都会导致永磁体产生局部失磁风险,因此,为保证电动车安全运行,对永磁同步电机局部失磁故障诊断的研究具有重要意义。在局部失磁故障诊断研究中,多数是对失磁程度进行研究,而本课题提出的永磁同步电机局部失磁故障诊断方法不仅能够分辨失磁程度,而且还能快速定位永磁体失磁位置。本课题主要研究
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永磁同步电机（PMSM）具有转换效率高、体积小、结构紧凑等优点,在电动车领域广泛应用。但是由于老化、碰撞、化学腐蚀等多种原因都会导致永磁体产生局部失磁风险,因此,为保证电动车安全运行,对永磁同步电机局部失磁故障诊断的研究具有重要意义。在局部失磁故障诊断研究中,多数是对失磁程度进行研究,而本课题提出的永磁同步电机局部失磁故障诊断方法不仅能够分辨失磁程度,而且还能快速定位永磁体失磁位置。本课题主要研究内容如下:（1）在局部失磁故障下,通过Maxwell软件建立故障电机仿真模型,对比相电压和线包电压信号,得出选择线包电压信号作为故障诊断信号不仅能实现失磁程度诊断,而且能够实现故障定位。（2）通过对比多种小波去噪方法的优缺点,选择了小波阈值去噪法对实验采集到的诊断信号进行滤波预处理。（3）在对局部失磁故障定位仿真分析中,根据编码器Z信号和诊断信号的相对位置关系,可以快速定位永磁体失磁位置。（4）在对局部失磁故障程度诊断仿真分析中,采用小波包对诊断信号进行分解、重构,提取出多尺度下小波包能量值,根据小波包能量值计算出小波包能量熵,然后利用最小二乘算法进行线性拟合。仿真结果表明,失磁程度和小波包能量熵高度相关,根据拟合后的检测模型能够实现失磁程度诊断。（5）构建了永磁同步电机局部失磁故障诊断实验平台,对平台中的驱动、控制、数据采集及上位机通讯模块进行硬软件设计,并在实验平台上对正常,局部失磁30%、50%、70%和100%五种运行情况进行空载和负载实验,验证了诊断方法的可靠性。实验结果表明:用小波阈值去噪法对五种运行情况下的线包电压进行预处理,根据预处理信号和编码器Z信号的相对位置关系,可以快速定位永磁体失磁位置;用预处理信号计算出小波包能量熵,再用最小二乘算法进行线性拟合,此时失磁程度和小波包能量熵高度相关,线性相关系数为0.97,根据拟合后的检测模型能够实现失磁程度诊断,达到了预期效果。
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