电动拖拉机驱动电机系统故障诊断模型研究

驱动电机系统的故障可能导致电动拖拉机失控或发生意外情况,从而危及驾驶员和周围环境的安全,准确诊断故障可以帮助驾驶员及时采取措施,避免潜在的危险。为了进一步提高电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断准确率,基于驱动电机系统的数据特征及故障类型,以BP人工神经网络模型为基础,通过PSO-BP优化后的人工神经网络模型构建电动拖拉机电机驱动电机系统故障诊断模型,并对传统BP神经网络模型的阈值和权重进行优化,以更快地收敛到全局最优解。通过采集驱动电机系统的数据,对基于PSO-BP故障诊断模型进行试验验证,结果表明:模型对5种故障状态诊断准确率较高,特别是退磁故障和IGBT故障这两种复杂的故障类型。研究内容能够为电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断提供一种有效的方法和技术支持,可提高诊断准确率、保障驾驶员和周围环境的安全,提高了工作效率,降低了维修成本。

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及电弧故障仿真研究

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。

新能源汽车驱动电机维护保养与故障维修

新能源汽车一直备受关注,与传统汽车相比,明显的优势为其带来了更多的发展机遇。目前,随着新能源汽车的数量持续增长,相对于新能源汽车后期的保养以及故障维修工作也变得更加重要。驱动电机作为新能源汽车的核心部件之一,在新能源汽车销量不断攀升的情况下,其维护、保养和维修需求也在增加。基于此,本文旨在对新能源汽车驱动电机的维护保养与故障维修进行深入探讨与研究,并提供给相关工作人员参考。

基于T-S模糊故障树的驱动电机冷却系统可靠性分析

车用驱动电机液压冷却系统存在故障机理不确定等问题。本文应用模糊数描述其故障概率和故障程度,建立驱动电机冷却系统的T-S模糊故障树模型,计算系统模糊可能性,分析各部件的概率重要度和关键重要度,找出影响系统可靠性的关键部件。

基于端部漏磁场分析的集成式电机驱动系统在线匝间短路故障诊断

基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势,通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间,构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时,短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高导致电机绝缘性能降低,还将引起磁场变化影响变频器的正常工作。以一台1.5 kW的交流感应电机为例,搭建基于宽禁带器件的集成式电机驱动系统三维物理模型,利用数学解析法分析并计算匝间短路故障前后的端部漏磁场,并提取电机内端部印制电路板(printed circuit board,PCB)表面与轴心距离相等、机械角度相差45°的两点处磁感应强度在直角坐标系下椭圆曲线的离心率反映端部漏磁场的对称性,以此为特征指标判断电机是否出现匝间短路故障。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于Pearson相关性分析的双V型永磁同步电机失磁故障动态识别方法

针对电驱动系统用高功率密度永磁驱动电机存在的不可逆退磁问题,以一款8极48槽的双V型永磁同步电机为例对退磁故障的动态识别方法进行了研究。在考虑电机闭合磁路对永磁体退磁故障影响的基础上,通过分析高退磁率电机模型退磁前后的空载和负载参数变化,采用Pearson相关性分析的方法提取了表征退磁故障的特征参量,给出了一种退磁故障的动态识别方法,并分析了转速和电流对特征参量的影响,完成了对退磁故障动态识别方法的修正。通过仿真和实验测试的方法对退磁故障动态识别方法的准确性进行了验证,结果表明,仿真结果的误差为0.68%,实验测试的预测结果最大误差为1.765%,误差均在可接受范围内。

电机轴承智能故障诊断综述

智能故障诊断技术(Intelligent Fault Diagnosis,IFD)将深度学习理论应用于设备故障诊断,能够自动识别电机轴承的健康状态和故障类型,在设备故障诊断领域引起了广泛关注。驱动电机是电动车辆的动力来源,其功率、扭矩和响应速度等性能参数决定了电动车辆的加速性能、最高速度和操控性能。轴承作为电机的关键部件,任何微小的轴承故障都会对车辆的安全性和可靠性产生不利影响,因此对轴承进行故障诊断至关重要。介绍了电机轴承故障的原因、信号处理方法和传统机器学习方法,并重点从深度学习方面对滚动轴承故障诊断经典算法和应用进行了综述,总结了不同方法的优点、局限性和应用现状,并对深度学习在故障诊断领域的未来发展方向进行了展望。

导引头伺服稳定平台故障诊断及保护设计

为了实现导引头伺服稳定平台角度传感器、陀螺仪和电机驱动三大关键部件故障时的快速诊断和保护,设计了一套故障诊断和保护的方法。该方法结合关键部件的固有属性以及导引头稳定平台的工作特点,对其工作状态实时监测,一旦状态量持续或瞬间超过设定阈值,即可触发相应报警或者必要的保护措施。该方法可以很好地在前期调试中发现和定位故障,以及在导引头整机调试中出现故障时能够及时保护,防止故障扩大恶化。经试验验证,该故障诊断方法准确可靠,满足使用要求。

永磁容错游标轮缘推进电机改进模型预测转矩控制

为提高永磁容错游标轮缘推进电机(FTPMV-RDM)在正常状态和一相开路故障状态下的控制性能,本文提出了一种基于电压矢量预选的改进模型预测转矩(MPTC)控制方法.针对六相独立H桥逆变器提供的备选电压矢量数量多导致MPTC系统计算量大的问题,首先,采用直接转矩控制中利用转矩、磁链误差及定子磁链位置信息确定预选电压矢量,减少MPTC系统中电压矢量的枚举次数.然后,利用价值函数进行二次筛选得到最优电压矢量.为了实现开路故障下的容错控制,提出了一种更换备选电压矢量表的开路故障容错控制策略.实验结果表明,基于电压矢量预选的FTPMV-RDM模型,本文预测转矩控制算法能够在无故障和一相开路故障下抑制电流畸变,进而有效降低转矩和磁链脉动.

电动车电机驱动传感系统集成故障诊断策略

电动汽车电机驱动系统中传感器系统的传统故障诊断方案需要额外增加硬件成本和安装空间,提出一种基于解析冗余的电动车电机驱动传感系统集成故障诊断策略,而无需额外的检测传感器。将车辆动力学的高级故障诊断与电机系统的低级故障诊断相结合,从而获得具有强鲁棒性和稳定性的集成故障诊断策略。针对高级故障诊断,分析被诊断的传感器和车辆动力学残差之间的相关性,并借助实验分析验证了所提策略的有效性。针对低级故障诊断,利用奇偶方程对电流传感器和位置传感器进行故障诊断。最后将高级和低级故障诊断相结合实现双重监控,对故障因素进行具体分类,并通过系统性能分析来区分故障,进一步增强了诊断策略的鲁棒性和稳定性。

双三相永磁同步电动机驱动器全开路故障模式的诊断方法

准确地对驱动器开路故障进行识别与诊断能够有效防止故障进一步恶化所引起的严重事故,也是实施恰当容错控制策略的先决条件。驱动器的开路故障类型包含单个功率开关管故障、多个功率开关管故障以及功率开关管和相的混合故障,提出能够识别上述所有类型全开路故障模式的诊断方法。首先,为了便于模拟多类型的故障场景并提高理论模型的计算精度,构建能够计及诸多非理想因素和电机与驱动器之间相互影响关系的直接耦合分析模型,并通过实验验证了该模型的准确性和有效性。其次,通过矢量空间解耦中的子平面电流和绕组相电流分别提取故障因子和辅助故障因子,提出基于2种故障因子的诊断方法,并明晰2种故障因子的阈值范围和使用方法。最后,依托验证后的直接耦合分析模型,对6种不同类别的开路故障进行识别和诊断,证明所提方法的有效性。

驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究综述

微特电机在驱动领域的应用越来越广泛,可靠性问题是影响其在各领域应用的重要因素,因此研究提高系统可靠性的策略,减少或避免因故障造成的损失,具有十分重要的现实意义。本文介绍了可靠性工程的基本原理,引入了容错和冗余的概念,并将之运用到电机驱动系统当中,较为全面地介绍并分析了这两种策略在微特电机驱动系统可靠性技术方面的研究现状,对提高系统可靠性的几种途径给出了详细的归纳与总结。最后讨论了未来微特电机驱动系统可靠性技术研究发展的主要方向。

8/6极双凸极永磁电动机驱动系统容错型拓扑结构

驱动系统的可靠性问题得到了广泛关注,本文提出了8/6极双凸极永磁(DSPM)电机驱动系统容错型拓扑结构,并建立了场路耦合联合仿真模型。在对8/6极DSPM电机的运行特性及常见的故障状况进行详细分析的基础上,对此拓扑结构的控制策略以及电机在不同工作状态下的运行特性进行了分析研究,样机的实验结果验证了该拓扑结构的有效性以及仿真分析结果的正确性。仿真和实验结果表明,此拓扑结构可以有效地降低故障对电机运行产生的影响,从而为8/6极DSPM电机驱动系统的容错控制打下了基础。

基于电机定子电流的齿轮故障诊断方法

齿轮故障诊断一般采用振动信号进行故障特征提取,但振动诊断法不便于安装传感器,易受环境和噪声影响.电机本身具有传感器的特性,定子相电流等信号能够反映负载转矩的变化.因此,针对由电机驱动的齿轮传动系统,提出了一种基于电机定子相电流分析的齿轮无损故障诊断方法.推导了电机定子电流如何反应负载转矩的特性,并分析了齿轮正常与故障状态下定子电流的频谱特征,发现可通过观察边频带的出现来判断齿轮发生局部式故障.通过Matlab对故障诊断原理进行了仿真验证,在实验平台上结合频谱分析成功检测出了齿轮断齿故障.

电机-控制集成系统的高故障容限研究

当电力电子逆变器及控制器集成到电机箱体内部时，系统故障率上升。文章将此集成系统中的电机、逆变器及控制算法统筹考虑，综合研究出一套高故障容限的新方法：当系统检测到故障时，它本身通过调节控制律，利用电机和逆变器特别设计的拓扑结构重新组合和调节，使系统仍然保持正常运行。仿真和实验结果表明该方法是有效的。

电动汽车电机驱动系统故障与失效模式分析

结合传统汽车故障与失效模式的分类方法,将电动汽车电机驱动系统的故障、失效模式进行了分析与总结归类,指出了故障发生的原因和相应的处理措施。基于电动汽车电机驱动系统的特殊性,将故障分为硬性故障和软性故障,提出了一套适合电动汽车电机驱动系统故障诊断与容错的控制策略。

PLC技术下新能源汽车电机驱动系统故障检测

由于已有方法不能完成非线性驱动信息的转换,导致电机驱动系统故障检出率偏低,提出在PLC技术下进行新能源汽车电机驱动系统故障检测的方法。利用小波包分析获取驱动电机频带分量,通过分析各个频带分量的变化提取出故障特征参数。根据故障特征,在PLC技术下,融合核方法和主成分分析方法,将电机驱动故障特征参数非线性信息转换为线性化信息。最后,采用模糊核聚类方法对线性化信息进行聚类处理,完成新能源汽车电机驱动系统故障检测。实验结果表明,所提方法具有较低的漏检率与误检率,同时能够提升故障检出率,实际应用性能较强。

双凸极电机全桥变换器单相开路故障容错方案

电机驱动系统中变换器是最薄弱、故障出现率最高的环节,故障后电机运行在非平衡状态,长时间工作将导致电机损坏,使整个系统丧失工作能力。因此对驱动系统变换器故障的检测、诊断是提高系统可靠性,实现容错运行的关键。该文对电励磁双凸极电机驱动系统的全桥变换器单相故障进行了分析,对各种故障状态进行了分类;通过将故障桥臂切除,重构系统变换器,使驱动系统能够故障后容错运行,并能够维持系统的输出特性。实验验证了该容错方案能够实现驱动系统从故障状态到容错运行的平滑、可靠切换,有效提高了系统的可靠性。

提升机驱动电机振动信号的相关差分振子阵列检测方法

针对提升机工作时所处环境背景嘈杂,监测得到其驱动电机振动信号中含噪声多,信噪比低,难于根据振动信号诊断电机可能存在的故障问题,提出利用相关差分振子阵列的方法检测提升机电机设备故障。该方法利用相关分析去除信号中的噪声信号,再利用差分振子阵列对提升机振动信号中可能包含的频率信号进行检测,研究结果表明相关差分振子阵列检测方法可以准确诊断出提升机驱动电机内圈和转轴不对中的故障隐患。

三相电机驱动系统逆变器故障补救与容错策略

电机驱动系统的安全运行得到了研究者的广泛重视。逆变器是电机驱动系统中故障频发的薄弱环节,对目前逆变器的故障隔离、补救和容错方案进行了归纳,介绍了各方案所采用的拓扑和控制策略,并以永磁同步电机驱动系统为例对各容错逆变器的性能进行了对比,其结果可以为提高电机驱动系统安全性设计提供指导。