一种利用电流对永磁体失磁状态进行检测的方法和装置与流程

[0001]
本发明属于永磁发电机领域，更具体地，本发明涉及一种利用电流对永磁体失磁状态进行检测的方法和装置。


背景技术：

[0002]
永磁发电机又称永磁同步发电机，随着永磁材料性能的快速发展和不断完善，永磁电机的性能得以进一步提升，和普通电机相比，永磁电机具有高效节能、温升低、启动性能好、体积小重量轻等优点，在航空、电动车、机器人等领域得到了广泛应用。但是，永磁材料具有失磁特性，当出现150℃以上的高温或变频器载波频率很低等情况时，都会导致永磁体失磁，进而导致刹车失灵，控制系统过电流，失磁进一步快速扩展等问题，这就有必要提出一种永磁体失磁的检测方法和装置来解决上述问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种永磁体失磁的检测方法和装置，解决了永磁电机在线失磁判定问题。
[0004]
为了实现上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[0005]
一种利用电流对永磁体失磁状态进行检测的方法，应用于永磁牵引电机，该方法包括：
[0006]
获取永磁牵引电机三相电流中任意一相电流的基波幅值；
[0007]
根据基波幅值判定永磁体的总失磁量；
[0008]
获取永磁牵引电机的三相电流的共模电流；
[0009]
通过共模电流的谐波含量值判定永磁体的失磁位置。
[0010]
可选地，获取任意一相电流的基波幅值的方法包括：
[0011]
通过在永磁电机输入端设置的电流传感器获得此项电流的实时数据，根据实时数据绘制电流波形图；
[0012]
通过对电流波形采用傅立叶分析方法获得电流的基波幅值；
[0013]
可选地，获得共模电流的方法为：通过电流钳直接匝链到三相电源线上，实时测定共模电流波形；
[0014]
可选地，共模电流的谐波含量值的获取方法为：
[0015]
通过检测获取的共模电流绘制共模电流的波形图；
[0016]
通过对共模电流波形进行傅立叶分析获得谐波含量值。
[0017]
可选地，所述共模电流的大小与磁场的对称性成反比。
[0018]
可选地，所述傅里叶分析方法的计算规则为：
[0019]
在一整周期内，选取等距n节点，如：
[0020]
[0021][0022][0023]
其中，aj,bj为傅立叶分解后的coskx，coskx系数。
[0024]
可选地，所述永磁体应用于永磁电机，该装置包括：
[0025]
获取模块：获取永磁牵引电机三相电流中任意一相电流的基波幅值；获取永磁牵引电机的三相电流的共模电流；
[0026]
绘制模块：通过在永磁电机输入端设置的电流传感器获得此项电流的实时数据，根据实时数据绘制电流波形图；通过检测获取的共模电流绘制共模电流的波形图；
[0027]
判定模块：通过对电流波形采用傅立叶分析方法获得电流的基波幅值，根据基波幅值判定永磁电机永磁体的总失磁量；通过对共模电流波形进行傅立叶分析获得谐波含量值，通过共模电流的谐波含量值判定永磁体的失磁位置。
[0028]
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
[0029]
可以及时检测永磁体磁场状态，为永磁同步发电机第一时间采取措施提供了技术保障，减少了失磁故障对永磁同步发电机失磁过载运行的安全风险，大大降低了永磁电机失磁故障风险，为大范围采用永磁电机提供了技术保障。
[0030]
本发明中，通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0031]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0032]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]
图1为本发明的利用电流对永磁体失磁状态进行检测的流程框图；
[0034]
图2为本发明的利用电流对永磁体失磁状态进行检测的原理图
具体实施方式
[0035]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
[0036]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
[0037]
如图1所示的一种永磁体失磁的检测方法，应用于永磁电机，该方法包括：
[0038]
一种利用电流对永磁体失磁状态进行检测的方法，所述永磁体应用于永磁电机，该方法包括：
[0039]
s1、通过在永磁电机输入端设置的电流传感器获得此项电流的实时数据，根据实时数据绘制电流波形图；
[0040]
通过对电流波形采用傅立叶分析方法获得永磁牵引电机三相电流中任意一相电流的基波幅值；
[0041]
根据基波幅值判定永磁体的总失磁量。
[0042]
s2、通过匝链到三相电源线的电流传感器获取永磁牵引电机的三相电流的共模电流，所述共模电流的大小与磁场的对称性成反比；
[0043]
通过检测获取的共模电流绘制共模电流的波形图；
[0044]
通过对共模电流波形进行傅立叶分析获得谐波含量值；
[0045]
通过共模电流的谐波含量值判定永磁体的失磁位置。
[0046]
其中，所述傅里叶分析方法的计算规则为：
[0047]
在一整周期内，选取等距n节点，如：
[0048][0049][0050][0051]
其中，aj,bj为傅立叶分解后的coskx，coskx系数。
[0052]
一种利用电流对永磁体失磁状态进行检测的装置，所述永磁体应用于永磁电机，该装置包括：
[0053]
获取模块：获取永磁牵引电机三相电流中任意一相电流的基波幅值；获取永磁牵引电机的三相电流的共模电流；
[0054]
绘制模块：通过在永磁电机输入端设置的电流传感器获得此项电流的实时数据，根据实时数据绘制电流波形图；通过检测获取的共模电流绘制共模电流的波形图；
[0055]
判定模块：通过对电流波形采用傅立叶分析方法获得电流的基波幅值，根据基波幅值判定永磁体的总失磁量；通过对共模电流波形进行傅立叶分析获得谐波含量值，通过共模电流的谐波含量值判定永磁体的失磁位置。
[0056]
具体工作流程如下：
[0057]
通过单相电流钳测定电流波形，通过匝链三相电流测定共模电流波形；
[0058]
本发明所用的装置在电机运行过程中实时监测电机的运行状态，通过电流传感器测试三相中某一项电流实时数据，根据测得的电流实时数据绘制波形图，进行傅里叶变换，通过傅立叶分析获得基波幅值大小，通过幅值大小判定电机总体失磁状态；
[0059]
通过电流传感器对三相共模电流实时数据进行测试，将获得的共模电流进行傅里叶变换，通过傅立叶分析获得共模电流基波幅值大小和谐波含量，通过基波幅值大小判定磁场的对称性，由于失磁部位需要电磁去补充，因此电流幅值越大失磁越严重，通过谐波含量判定失磁位置和形状，当没有谐波含量时，没有失磁现象发生，当有5次谐波时，单极磁极失磁，当有7次谐波时，相邻磁极失磁。
[0060]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发
明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
[0061]
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。