压缩机定子匝间短路故障检测方法及列车空调系统与流程

本发明属于空调压缩机健康状态监测，尤其涉及一种压缩机定子匝间短路故障检测方法及列车空调系统。

背景技术：

1、列车空调系统作为高铁、地铁等列车的关键系统，有着维持客室温度、湿度以及通风等关键功能，为旅客提供舒适的乘坐环境。随着高铁、地铁列车智能化水平不断提高，要求空调等关键设备具备故障诊断、故障预测等功能。压缩机作为列车空调系统的关键部件，实现压缩机定子匝间短路故障诊断与预测，能够有效提高列车空调系统的可靠性和智能化水平。

2、然而，本申请的发明人发现，在实际工况中，由于受电流传感器的误差和零位偏移、扰动、控制系统性能、压缩机频率不稳定等多种因素的影响，导致电流传感器采样的电流信号存在偏差，难以准确的进行故障检测。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种压缩机定子匝间短路故障检测方法及列车空调系统，以更准确的检测压缩机定子的匝间短路故障。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种压缩机定子匝间短路故障检测方法，包括：

3、获取压缩机定子的三相电流；

4、对三相电流进行滤波和park变换，得到对应的park矢量轨迹；

5、对park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线；

6、根据椭圆曲线的曲线参数，检测压缩机定子的匝间短路故障。

7、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，对park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线，包括：

8、根据最小二乘法对park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线；其中，椭圆曲线的形式为x2+axy+by2+cx+dy+e＝0，曲线参数a、b、c、d、e均通过椭圆曲线拟合确定。

9、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据椭圆曲线的曲线参数，检测压缩机定子的匝间短路故障，包括：

10、根据椭圆曲线的曲线参数，计算椭圆曲线的半长轴和半短轴；

11、根据椭圆曲线的半长轴和半短轴，计算负序电流；

12、基于负序电流和预先确定的负序电流阈值的大小关系，判断压缩机定子是否发生了匝间短路故障；

13、以及，在发生了匝间短路故障后，确定匝间短路故障的故障程度。

14、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据椭圆曲线的半长轴和半短轴，计算负序电流，包括：

15、根据计算负序电流；

16、其中，in1为负序电流，a为半长轴，b为半短轴。

17、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，基于负序电流和预先确定的负序电流阈值的大小关系，判断压缩机定子是否发生了匝间短路故障，包括：

18、若负序电流大于负序电流阈值，则判定压缩机定子发生了匝间短路故障，否则判定没有发生匝间短路故障；其中，负序电流阈值由当前的负载大小确定，且与负载大小成正相关。

19、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，确定匝间短路故障的故障程度，包括：

20、获取当前的负载大小对应的预设关系曲线；

21、根据负序电流和预设关系曲线，确定匝间短路故障的故障程度；其中，在预设关系曲线中，负序电流与故障程度成正比关系。

22、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据椭圆曲线的曲线参数，检测压缩机定子的匝间短路故障，还包括：

23、根据椭圆曲线的曲线参数，计算椭圆曲线的长轴倾角值；

24、根据长轴倾角值，判断压缩机定子的故障相。

25、第二方面，本发明实施例提供了一种压缩机定子匝间短路故障检测装置，包括：

26、获取模块，用于获取压缩机定子的三相电流；

27、变换模块，用于对三相电流进行滤波和park变换，得到对应的park矢量轨迹；

28、拟合模块，用于对park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线；

29、检测模块，用于根据椭圆曲线的曲线参数，检测压缩机定子的匝间短路故障。

30、第三方面，本发明实施例提供了一种列车空调系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法的步骤。

31、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的方法的步骤。

32、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

33、本发明实施例通过对park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，从而平滑park矢量轨迹，克服了电流传感器误差、零漂等原因造成的采集数据波动大和不准确的问题，提高了后续根据park矢量轨迹检测故障的准确性；并且即使压缩机频率不稳定，通过椭圆曲线拟合也能得到准确的park矢量轨迹，对压缩机频率波动具有鲁棒性；因此，本发明能够更准确地检测压缩机定子的匝间短路故障。

技术特征：

1.一种压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述对所述park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线，包括：

3.如权利要求1或2所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述根据所述椭圆曲线的曲线参数，检测所述压缩机定子的匝间短路故障，包括：

4.如权利要求3所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述根据所述椭圆曲线的半长轴和半短轴，计算负序电流，包括：

5.如权利要求3所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述基于所述负序电流和预先确定的负序电流阈值的大小关系，判断所述压缩机定子是否发生了匝间短路故障，包括：

6.如权利要求3所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述确定匝间短路故障的故障程度，包括：

7.如权利要求1或2所述的压缩机定子匝间短路故障检测方法，其特征在于，所述根据所述椭圆曲线的曲线参数，检测所述压缩机定子的匝间短路故障，还包括：

8.一种压缩机定子匝间短路故障检测装置，其特征在于，包括：

9.一种列车空调系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明适用于空调压缩机健康状态监测技术领域，提供了一种压缩机定子匝间短路故障检测方法及列车空调系统，该方法包括：获取压缩机定子的三相电流；对三相电流进行滤波和Park变换，得到对应的Park矢量轨迹；对Park矢量轨迹进行椭圆曲线拟合，得到椭圆曲线；根据椭圆曲线的曲线参数，检测压缩机定子的匝间短路故障。本发明能够更准确的检测压缩机定子的匝间短路故障。

技术研发人员：傅振亮,牛明浩,张荧驿,陈丽园,姜东杰,侯鑫,郝明远,刘博,邓孝贵,王啸波
受保护的技术使用者：中车唐山机车车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/18