电动汽车用六相永磁电机驱动系统故障诊断方法研究
发布时间：2021-11-09 13:44
由于六相永磁电机的高能量比、小体积、高性能、强容错能力等特点,其被广泛应用于军事、航天航空、船舶动力、电动汽车等诸多领域。强大的容错控制性能可以保证电动汽车的安全运行,但是容错控制需要获取系统的具体故障信息。故障诊断作为容错控制的前提,有重要的研究意义。本课题依托于国家自然科学基金项目“电动汽车用多相电机驱动控制系统故障诊断及容错控制研究（61603263）”,对六相永磁电机驱动系统逆变器的单、双桥臂开路故障进行了研究。论文首先从六相永磁电机的原理及数学模型出发,在MATLAB/Simulink中建立了六相永磁电机等效电路参数模型。在此基础上完成了六相永磁电机控制系统模型的搭建,并进行了仿真研究。针对六相永磁电机驱动系统桥臂开路引起的六相定子电流频率组成上的变化,采用DB4小波对六相定子电流进行小波分解。通过对大量仿真结果的分析,完成小波分析层数的选择及阈值设定。验证了小波变换对于提取桥臂开路故障的作用。针对六相永磁电机驱动系统桥臂开路故障,进行了大量的单、双桥臂开路故障的仿真实验。提取发生故障后一个电流周期的六相定子电流,经坐标变换得到z1-z2子平面电流分量。针对z1-z2子平面电...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究发展及现状
1.3 本论文研究内容
第2章 六相永磁电机驱动控制系统建模与理论分析
2.1 六相静止坐标系下的六相永磁电机数学模型
2.2 六相永磁电机等效电路模型建立
2.2.1 等效电路模型电路搭建
2.2.2 等效电路模型信号处理部分
2.3 六相永磁电机的SPWM控制系统的仿真
2.4 本章小结
第3章 基于小波变换的故障触发信号提取
3.1 小波分析理论
3.1.1 小波变换
3.1.2 多分辨率分析
3.1.3 小波变换的用途
3.2 Simulink下小波分解方法的构建
3.3 小波提取故障触发信号的仿真结果
3.4 本章小结
第4章 故障诊断中分形理论的应用
4.1 z1-z2子平面电流分量的故障特征
4.2 分形理论及其在故障诊断中的应用
4.3 分形维数及其计算方法
4.4 z1-z2子平面电流分量的分形特征提取
4.4.1 z1-z2子平面散点图的二值化
4.4.2 z1-z2子平面散点图分形维数的计算
4.5 z1-z2子平面电流分量分形研究结果及分析
4.6 本章小结
第5章 z1-z2子平面电流分量故障诊断
5.1 z1-z2子平面电流分量故障诊断法
5.1.1 计算z1-z2子平面电流分量并构成散点图
5.1.2 z1-z2子平面电流分量质心法并进行故障区域的划分
5.1.3 z1-z2子平面电流分量统一故障区域变换
5.1.4 统一故障区域电流分量的信息维数故障诊断
5.1.5 结合故障区域和故障模式的整体故障诊断
5.2 Stateflow下故障诊断的仿真流程
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录A 不同故障发生时刻下的分形维数表
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断[J]. 李红梅,陈涛. 电工技术学报. 2017(07)
[2]一种基于离散小波变换的谐波分析方法[J]. 张鹏,李红斌. 电工技术学报. 2012(03)
[3]变频器IGBT开路故障诊断方法[J]. 于泳,蒋生成,杨荣峰,王高林,徐殿国. 中国电机工程学报. 2011(09)
[4]基于分形维数的电机轴承故障诊断[J]. 岳红利,田慕琴. 电气技术. 2011(01)
[5]基于直流侧电流检测的逆变器开路故障诊断方法[J]. 杨忠林,吴正国,李辉. 中国电机工程学报. 2008(27)
[6]基于相空间重构和模糊聚类的永磁同步电机直接转矩控制系统逆变器故障诊断[J]. 孙丹,孟濬,管宇凡,贺益康. 中国电机工程学报. 2007(16)
[7]一种基于电流矢量轨迹的PWM逆变器故障诊断方法[J]. 秦娟英,王胜东. 电子质量. 2004(04)
博士论文
[1]电动汽车永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错技术研究[D]. 杜博超.哈尔滨工业大学 2016
[2]单相串联电弧故障识别方法研究[D]. 鲍洁秋.沈阳工业大学 2016
[3]五相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 高宏伟.哈尔滨工业大学 2016
[4]三相电机驱动系统中逆变器障诊断与容错控制策略研究[D]. 安群涛.哈尔滨工业大学 2011
[5]船舶电力推进六相同步电动机控制系统研究[D]. 张敬南.哈尔滨工程大学 2009
[6]多相永磁同步电机驱动技术研究[D]. 薛山.中国科学院研究生院（电工研究所） 2006
[7]多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究[D]. 欧阳红林.湖南大学 2005
硕士论文
[1]电动汽车用永磁同步电机控制系统的研究与实现[D]. 魏冰.沈阳工业大学 2017
[2]六相永磁同步电机控制器故障诊断[D]. 姜俊.沈阳工业大学 2017
[3]五相永磁同步电机系统故障诊断与容错控制技术研究[D]. 侯雅晓.哈尔滨工业大学 2016
[4]水下永磁同步电机驱动器故障诊断与容错运行的研究[D]. 蔡费杨.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于分数阶傅里叶变换与模式识别的逆变电路开路故障诊断[D]. 吴鑫.南京航空航天大学 2013
[6]PMSM驱动系统开路故障诊断及容错控制[D]. 高岩.合肥工业大学 2013
[7]电动汽车驱动系统系统故障检测与诊断技术的研究[D]. 孙天奎.哈尔滨工业大学 2012
[8]双Y移30度永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 任远.浙江大学 2012
[9]六相永磁同步电动机驱动系统故障检测[D]. 王全.沈阳工业大学 2009
[10]六相永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错的研究[D]. 薛丽英.西北工业大学 2006
本文编号：3485462
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究发展及现状
1.3 本论文研究内容
第2章 六相永磁电机驱动控制系统建模与理论分析
2.1 六相静止坐标系下的六相永磁电机数学模型
2.2 六相永磁电机等效电路模型建立
2.2.1 等效电路模型电路搭建
2.2.2 等效电路模型信号处理部分
2.3 六相永磁电机的SPWM控制系统的仿真
2.4 本章小结
第3章 基于小波变换的故障触发信号提取
3.1 小波分析理论
3.1.1 小波变换
3.1.2 多分辨率分析
3.1.3 小波变换的用途
3.2 Simulink下小波分解方法的构建
3.3 小波提取故障触发信号的仿真结果
3.4 本章小结
第4章 故障诊断中分形理论的应用
4.1 z1-z2子平面电流分量的故障特征
4.2 分形理论及其在故障诊断中的应用
4.3 分形维数及其计算方法
4.4 z1-z2子平面电流分量的分形特征提取
4.4.1 z1-z2子平面散点图的二值化
4.4.2 z1-z2子平面散点图分形维数的计算
4.5 z1-z2子平面电流分量分形研究结果及分析
4.6 本章小结
第5章 z1-z2子平面电流分量故障诊断
5.1 z1-z2子平面电流分量故障诊断法
5.1.1 计算z1-z2子平面电流分量并构成散点图
5.1.2 z1-z2子平面电流分量质心法并进行故障区域的划分
5.1.3 z1-z2子平面电流分量统一故障区域变换
5.1.4 统一故障区域电流分量的信息维数故障诊断
5.1.5 结合故障区域和故障模式的整体故障诊断
5.2 Stateflow下故障诊断的仿真流程
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录A 不同故障发生时刻下的分形维数表
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分形维数的PMSM局部退磁故障诊断[J]. 李红梅,陈涛. 电工技术学报. 2017(07)
[2]一种基于离散小波变换的谐波分析方法[J]. 张鹏,李红斌. 电工技术学报. 2012(03)
[3]变频器IGBT开路故障诊断方法[J]. 于泳,蒋生成,杨荣峰,王高林,徐殿国. 中国电机工程学报. 2011(09)
[4]基于分形维数的电机轴承故障诊断[J]. 岳红利,田慕琴. 电气技术. 2011(01)
[5]基于直流侧电流检测的逆变器开路故障诊断方法[J]. 杨忠林,吴正国,李辉. 中国电机工程学报. 2008(27)
[6]基于相空间重构和模糊聚类的永磁同步电机直接转矩控制系统逆变器故障诊断[J]. 孙丹,孟濬,管宇凡,贺益康. 中国电机工程学报. 2007(16)
[7]一种基于电流矢量轨迹的PWM逆变器故障诊断方法[J]. 秦娟英,王胜东. 电子质量. 2004(04)
博士论文
[1]电动汽车永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错技术研究[D]. 杜博超.哈尔滨工业大学 2016
[2]单相串联电弧故障识别方法研究[D]. 鲍洁秋.沈阳工业大学 2016
[3]五相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 高宏伟.哈尔滨工业大学 2016
[4]三相电机驱动系统中逆变器障诊断与容错控制策略研究[D]. 安群涛.哈尔滨工业大学 2011
[5]船舶电力推进六相同步电动机控制系统研究[D]. 张敬南.哈尔滨工程大学 2009
[6]多相永磁同步电机驱动技术研究[D]. 薛山.中国科学院研究生院（电工研究所） 2006
[7]多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究[D]. 欧阳红林.湖南大学 2005
硕士论文
[1]电动汽车用永磁同步电机控制系统的研究与实现[D]. 魏冰.沈阳工业大学 2017
[2]六相永磁同步电机控制器故障诊断[D]. 姜俊.沈阳工业大学 2017
[3]五相永磁同步电机系统故障诊断与容错控制技术研究[D]. 侯雅晓.哈尔滨工业大学 2016
[4]水下永磁同步电机驱动器故障诊断与容错运行的研究[D]. 蔡费杨.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于分数阶傅里叶变换与模式识别的逆变电路开路故障诊断[D]. 吴鑫.南京航空航天大学 2013
[6]PMSM驱动系统开路故障诊断及容错控制[D]. 高岩.合肥工业大学 2013
[7]电动汽车驱动系统系统故障检测与诊断技术的研究[D]. 孙天奎.哈尔滨工业大学 2012
[8]双Y移30度永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 任远.浙江大学 2012
[9]六相永磁同步电动机驱动系统故障检测[D]. 王全.沈阳工业大学 2009
[10]六相永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错的研究[D]. 薛丽英.西北工业大学 2006
本文编号：3485462
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