(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111446516.5 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 许水清　柴晖　刘锋　戴浩松　 陶松兵　都海波　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 代理人 王挺 (51)Int.Cl. G01R 31/34(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 异步电机系统转子断条及速度传感器故障 的诊断方法 (57)摘要 本发明提供了一种异步电机系统转子断条 故障及速度传感器故障的诊断方法， 属于故障诊 断技术领域。 该方法包括以下步骤： 建立异步电 机系统状态方程、 状态解耦、 针对不同故障设计 不同观测器、 计算残差、 给定故障诊断自适应阈 值、 区分不同类型的故障。 本发明通过 故障解耦， 区分不同类型的故障， 再针对不同故障设计不同 观测器， 提高诊断的准确性、 鲁棒 性和抗干 扰性。 权利要求书6页 说明书15页 附图3页 CN 114355186 A 2022.04.15 CN 114355186 A 1.一种异步电机系统转子断条及速度传感器故障的诊断方法， 所述异步电机系统涉及 的电路拓扑 结构包括异步电机、 电流传感器、 速度传感器、 驱动模块和控制模块； 将所述异步电机的三相接口记为接口Γk， K＝a， b， c， 所述驱动模块的输出点记为输出 点 输出点 与异步电机的接口Γk相连接； 所述速度传感器的检测端连接在异步电机 的输出端， 速度传感器的输出端连接控制模块的输入端； 所述电流传感器分为三相， 并记 为 k相电流传感器Mk， k＝a， b， c， k相电流传感器Mk的检测端连接在输出点 和接口Γk之间， k 相电流传感器Mk的输出端连接控制模块的输入端， 所述控制模块的输出端连接驱动 模块的 输入端； 其特征在于， 所述诊断方法包括以下步骤： 步骤1， 采样及坐标变换 将异步电机等效为直流电机模型， 采样异步电机的转速ωm， 通过积分获取其机械角度 通过电流传感器检测驱动模块的三相输出电流并记为三相输出电流ia， ib， ic， 采样驱 动模块的三相输出电压并记为 三相输出电压ua， ub， uc； 通过坐标变换将三相输出电流ia， ib， ic转换成两相输出电流α β轴分量iα， iβ， 再通过 Park变换将两相输出电流α β 轴分量iα， iβ转换成两相输出电流dq轴分量ids， iqs； 通过坐标变 换将三相输出电压ua， ub， uc转换成两相输出电压α β 轴分量uα， uβ， 再通过Park变换将两相输 出电压α β 轴分量 转换成两相输出电压dq轴分量uds， uqs； 步骤2， 建立dq坐标轴下的状态方程， 其表达式为： 其中， X(t)为状态 变量， λqr为异步电机转子q轴磁通， λdr为异步电机转子d轴磁通， 为状态变量X(t)的导数； U为控制输入， d(t)为低频扰动， y(t)为系统输出； A 为 系 统 矩 阵 ， 式 中 γ 为 系 统 矩 阵 参 数 1 ，权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 114355186 A 2α为系统矩阵参数2， β为系统矩阵参数3， δ为系统矩 阵参数4， Lr为异步电机的转子电感， Rr为异步电机的转子电阻， Lm为异步电机 的定子与转子 之间的互感， Ls为异步电机的定子电感， Rs为异步电机的定子电阻， ωs为同步 转速； B为输入矩阵， b1为常量系数1， b2为常量系数2， E为扰动矩阵， C为输出矩阵， fa(t)为系统的非线性项， 式中μ为常量系数3， TL表示负载转矩， J为 转动惯量， np为极对数； 步骤3， 对步骤2建立的dq坐标轴下的状态方程进行第一次坐标变换， 取可逆矩阵Q和 S， 并记Q为变换矩阵1、 S为变换矩阵2， 满足如下变换关系： 经第一次坐标变换后， 原系统分为两个子系统， 分别记为子系统(I)和子系统(I I)； 子系统(I)的表达式如下： 权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 114355186 A 3