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文档简介
(19)国家知识产权局(22)申请日2025.05.28地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号张健陈卓所(普通合伙)33329HO2PHO2P HO2P21/16(2016.01)G01R31/34(2020多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法本申请提供一种多相永磁同步电机高阻接故障的故障相位置,选择对应的补偿系数矩阵,根据补偿系数矩阵结合定子电流以及坐标变换程确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模实时辨识高阻接触电阻和定子电阻,提升容错控响应于多相同步电机的高阻接触故障,确定发生高阻接触的故障相位置;故障相位置为多相永磁同步电机的任一相位根据故障相位置,选择对应的补偿系数矩阵Kmj,补偿系数矩阵K为多相永磁同步电机x相发生高阻接触故障时的nxn矩阵根据补偿系数矩阵Kx结合定子电流以及坐标变换矩阵,计算对应的故障修正系数矩阵Mx(nx1),故障修正系数矩阵是一个nx1的矩阵,从故障修正系-qi-d₃-qr..-d4-q轴所对应的电压方程的故障修正系数获取多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组;故障态数学模型展开方程组包括d-qi-d-9--d-q.轴所对应的电压方程;电压方程为旋转坐标系下d₁-qi-d₃-9;-.-d-选择故障态数学模型展开方程组中的至少一个电压方程作为目标方程,基于目标方程确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型获取目标方程所对应的d₁-q-dy-9:.…-dk-q轴的定子电压、定子电流以及电角速度,将定子电压、定子电流、电角速度以及故障修正系数m输入在线电阻辨识模型,得到电阻矩阵;电阻矩阵中包括定子电阻和故障相的高阻接触电阻21.一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,其特征在于,所述方法响应于所述多相永磁同步电机的高阻接触故障,确定发生高阻接触故障的故障相位置;所述故障相位置为所述多相永磁同步电机的任一相位;根据所述故障相位置,选择对应的补偿系数矩阵Kx(n×n),所述补偿系数矩阵Kx(n×n)为所述多相永磁同步电机X相发生高阻接触故障时的n×n矩阵;根据所述补偿系数矩阵Kx(n×n)结合定子电流以及坐标变换矩阵,计算对应的故障修mxi(i=1,2,…,n);所述故障修正系数mxi为故障修正系数矩阵Mx(n×1)第i行第1列所对d₁-q1-d₃-93…dk-qk(k=1,3,5,...)轴所对应的电压方程的故障修正系数;选择所述故障态数学模型展开方程组中的至少一个电压方程作为目标方程,基于所述目标方程确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型;获取所述目标方程所对应的d₁-q1-d₃-93…dk-qk轴的定子电压、定子电流以及电角速度,将所述定子电压、所述定子电流、所述电角速度以及所述故障修正系数mxi输入所述在线电阻辨识模型,得到电阻矩阵;所述电阻矩阵中包括定子电阻和所述故障相的高阻接触电阻。2.根据权利要求1所述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,其特征在于,获取所述多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展构建所述多相永磁同步电机在自然坐标系下的故障态初始模型;基于所述多相永磁同步电机中性点的偏移,确定所述多相永磁同步电机的中性点电压矩阵,所述中性点电压矩阵为中性点对地电压矩阵;基于所述中性点电压矩阵和所述故障态初始模型,确定故障态模型展开方程组。3.根据权利要求2所述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,其特征在于,基于所述中性点电压矩阵和所述故障态初始模型,确定故障态数学模型展开方程基于所述中性点电压矩阵和所述故障态初始数学模型,构建所述多相永磁同步电机在自然坐标系下考虑中性点偏移的故障态过渡数学模型;基于所述故障态过渡数学模型以及坐标变换矩阵Tpark、Tclarke,构建所述多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型;基于所述故障态数学模型确定所述故障态数学模型展开方程组。3Kx(nxn)(x=a,b,c,…,n)是故障相为X相时的补偿系数矩阵;ψs是定子磁链矩阵,Udq=RIdq+RxMx(n×1)+pψdq-ΩMx(n×1)=(TparkTclarke)KxIs=[mx1mx2mx3..mx4旋转坐标系下d₁-91-d₃-93…dk-qk轴的电感。8.根据权利要求1所述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,其特9.根据权利要求8所述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,其特5多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法技术领域[0001]本申请涉及多相电机容错控制技术领域,特别是涉及一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法。背景技术[0002]多相永磁同步电机以其高功率密度、低转矩脉动和强容错能力,在多个领域广泛应用,但易受高阻接触故障影响。高阻接触故障由制造缺陷、热应力、振动或接触面氧化等因素引起,导致多相永磁同步电机定子电流电压失衡、局部温升加剧、平均转矩降低、损耗和热量增加,严重恶化多相永磁同步电机运行性能,甚至损坏多相永磁同步电机驱动系统。[0003]相关技术中的容错控制算法基于固定接触电阻参数,但接触电阻的阻值受温度、氧化腐蚀及机械应力等影响,呈现动态时变特性,导致控制算法性能和精度受限。在线参数辨识方法或基于电压方程无法适应故障状态下的电压电流不平衡,或采用高频信号注入法导致转矩和转速波动、损耗增加,进一步恶化多相永磁同步电机性能。发明内容[0004]基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法和系统,该方法能够实时辨识高阻接触电阻和定子电阻,提升容错控制算法性能。[0005]第一方面,本申请提供了一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方响应于多相永磁同步电机的高阻接触故障,确定发生高阻接触故障的故障相位置;故障相位置为多相永磁同步电机的任一相位;根据故障相位置,选择对应的补偿系数矩阵Kx(n×n),补偿系数矩阵Kx(n×n)为多相永磁同步电机X相发生高阻接触故障时的n×n矩阵;根据补偿系数矩阵Kx(n×n)结合定子电流以及坐标变换矩阵,计算对应的故障修mxi(i=1,2,…,n);故障修正系数mxi为故障修正系数矩阵Mx(n×1)第i行第1列所对应的元素,表示多相永磁同步电机×相发生高阻接触故障时的d₁-91-d₃-93.…dk-qk(k=1,3,5,...轴所对应的电压方程的故障修正系数;获取多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组;故障态数学模型展开方程组包括d₁-91-d₃-93…dk-qk轴所对应的电压方程;电压方程为旋转坐标系下d₁-q1-d₃-93…dk-qk轴所对应的定子电压、定子选择故障态数学模型展开方程组中的至少一个电压方程作为目标方程,基于目标6方程确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型;获取目标方程所对应的d₁-91-d₃-93…dk-qk轴的定子电压、定子电流基于多相永磁同步电机中性点的偏移,确定多相永磁同步电机的中性点电压矩[0008]多相永磁同步电机在自然坐标系下考虑中性点偏移的故障态过渡数学模型的表达式为:时的中性点对地电压矩阵,ix(x=a,b,c,…n)是故障相为x相时的故障相电流,rx(x=a,b,c,…,n)是故障相为x相时的高阻接触电阻。[0009]多相永磁同步电机在自然坐标系下考虑中性点偏移的故障态过渡数学模型的表矩阵;Rrx(x=a,b,c,…,n)为高阻接触电阻与单位矩阵组成的矩阵,Rrx=rxInxn;Kx(n×n)(x=a,b,c,…,n)是故障相为x相时的补偿系数矩阵;ψs是定子磁链矩阵,Udq=RIdq+RMx(n×1)+pψdq-ΩdMx(n×1)=(TparkTclarke)KxIs=[mx1mx2mx3.mxn]T;7相为时的故障修正系数矩阵,Mxi为故障修正系数矩阵Mx(n×1)第i行第1列所对应的元旋转坐标系下d₁-91-d₃-93…dk-qk轴的电感。其中,在线电阻辨识模型的表达式为:y=XTw,y表示在线电阻辨识模型的输8辨识模型的系数矩阵等于电阻矩阵;其中,y=Uq1-Weψm1,XT=[q1mx2],[0014]第二方面,本申请还提供了一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识系统,该系统包括多相永磁同步电机和控制器,控制器能够执行第一方面的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法。[0015]上述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线辨识方法,该方法响应于多相永磁同步电机的高阻接触故障,确定故障相位置,依据故障相位置选择对应的补偿系数矩阵,并结合定子电流和坐标变换矩阵计算得到故障修正系数矩阵,从故障修正系数矩阵中提取故障修正系数。进一步获取考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组,选择合适的电压方程作为目标方程,构建满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型。将旋转坐标系下的定子电压、定子电流、电角速度以及故障修正系数输入在线电阻辨识模型,得到包含定子电阻和故障相高阻接触电阻的电阻矩阵。该方法能够实时辨识高阻接触电阻和定子电阻,提升容错控制算法性能,确保多相永磁同步电机可靠性与安全性。附图说明[0016]图1为一个实施例中多相永磁同步电机高阻接触的在线电阻辨识方法的流程图;图2为一个实施例中获取多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组的流程图;图3为一个实施例中基于中性点电压矩阵和故障态初始模型,确定故障态数学模型展开方程组的流程图;图4为一个实施例中五相永磁同步电机的矢量控制框图;图5为一个实施例中五相永磁同步电机的坐标变换的示意图;图6为一个实施例中五相永磁同步电机的单相高阻接触故障的示意图;图7为一个实施例中当a相发生高阻接触故障时,高阻接触电阻和定子电阻辨识的仿真结果图。具体实施方式[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。[0018]在一个实施例中,如图1所示,提供了一种多相永磁同步电机高阻接触的在线电阻辨识方法,该方法包括以下步骤:步骤101:响应于多相同步电机的高阻接触故障,确定发生高阻接触的故障相位置;故障相位置为多相永磁同步电机的任一相位;示例性地,以永磁五相同步电机为例,五相同步电机具有五个相位(例如a、b、c、d、e五相),这些相位在五相同步电机中对称分布,共同驱动五相同步电机的运行。需要说明的是,为了后续更清楚的阐述技术方案,后续具体实施方式适当以永磁五相同步电机为例进行说明,即后续实施例中出现的n均具体为5,例如补偿系数矩阵Kx(n×n)9为Kx(5×5)、故障修正系数矩阵Mx(n×1)为Mx(5×1)和In×n是n×n单位矩阵具体对应I5×5是5×5单位矩阵等。需要进一步说明的是,后续具体实施方式将旋转坐标系[0019]需要说明的是,高阻接触故障是指多相同步电机电机某一相的绕组与多相永磁同步电机的中性点或地之间的接触电阻显著增加,可能是由于制造缺陷、热应力、振动或接触面氧化等原因引起的。发生高阻接触故障的相位通常会表现出电压升高和电流降低的特征,并导致多相永磁同步电机的中性点电压发生偏移,进而影响整个多相永磁同步电机的[0020]步骤102:根据故障相位置,选择对应的补偿系数矩阵Kx(n×n),补偿系数矩阵Kx为多相永磁同步电机x相发生高阻接触故障时的n×n矩阵;当检测到某一相(X相)发生高阻接触故障时,选择与该故障相(X相)位置对应的补偿系数矩阵Kx。其中,补偿系数矩阵是一个n×n的方阵,用于表征当多相永磁同步电机的X相出现高阻接触故障时,对多相永磁同步电机整体性能的影响。补偿系数矩阵可以通过调整各相的电压和电流分配,以补偿故障相引起的性能变化。[0021]需要说明的是,补偿系数矩阵Kx的参数依据多相永磁同步电机的设计特性和故障模式预先确定,一旦确定故障相位置,调用相应的补偿系数矩阵Kx,以实现对多相永磁同步电机电压方程的实时调整。[0022]步骤103:根据补偿系数矩阵Kx结合定子电流以及坐标变换矩阵,计算对应的故障修正系数矩阵Mx(n×1),故障修正系数矩阵是一个n×1的矩阵,从故障修正系数矩阵Mx中提取故障修正系数mxi(i=1,2,…,n);mxi为故障修正系数矩阵Mx第i行第1列所对应的元素,表示多相永磁同步电机×相发生高阻接触故障时的d₁-q1-d₃-93…dk-qk(k=1,3,5,...)轴所对应的电压方程的故障修正系数。[0023]若确定某一相(X相)发生高阻接触故障,基于该故障相对应的补偿系数矩阵Kx,结合定子电流以及坐标变换矩阵计算该故障相对应的故障修正系数矩阵Mx。从故障修正系数矩阵Mx中提取故障修正系数mxi,故障修正系数mxi为故障修正系数矩阵Mx第i行第1列所对应的元素,表示多相永磁同步电机x相发生高阻接触故障时的d₁-91-d₃-93…dk-qk轴所对应的电压方程的故障修正系数。故障修正系数mxi可以用于调整故障相在旋转坐标系下的不同坐标轴上的电压方程,以反映故障对多相永磁同步电机性能的影响。[0024]示例性地,以五相永磁同步电机为例,在五相永磁同步电机中,若a相发生高阻接触故障,则a相对应的补偿系数矩阵Ka将被选中。根据故障相a相对应的补偿系数矩阵Ka结合当前的定子电流和坐标变换矩阵,可以计算出a相对应的故障修正系数矩阵Ma。从故障修正系数矩阵Ma中提取故障修正系数mai,故障修正系数mai为故障修正系数矩阵Mad₁-91-d₃-93…dk-qk轴所对应的电压方程的故障修正系数。[0025]步骤104:获取多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组;故障态数学模型展开方程组包括d₁-91-d₃-93…dk-qk轴所对应的电压方程;电压方程为旋转坐标系下d₁-91-d₃-93…dk-qk轴所对应的定子获取旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型展开方程组,涉及将电机的自然坐标系下的故障态数学模型转换到旋转坐标系下的故障态数学模型并考虑中性点偏移的影响。故障态数学模型展开方程组具体包括对应于d₁-q1-d₃-93…dk-qk轴的电压方程,每个轴的电压方程都可以描述相应轴上的定子电压如何受到高阻接触电阻、感中的至少之一。[0026]步骤105:选择故障态数学模型展开方程组中的至少一个电压方程作为目标方程,基于目标方程确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型;示例性地,可以选择91轴对应的电压方程作为目标方程。选定91轴的电压方程为目标方程后,可以将91轴的电压方程进行代数变换,使其表示为故障态数学模型输出变量与输入变量以及待辨识参数之间的线性关系。[0027]需要说明的是,在线电阻辨识过程中,选择满足递归最小二乘法的模型是为了实现参数的最优估计。递归最小二乘法的核心原理是通过最小化观测值与模型预测值之间的残差平方和,求解未知参数。在线电阻辨识中,递归最小二乘法能有效处理多变量线性回归问题,提供无偏估计,且计算复杂度低、易于实时应用,使得多相永磁同步电机能够在故障[0028]步骤106:获取目标方程所对应的d₁-91-d₃-93…dk-qk轴的定子电压、定子电流以及电角速度,将定子电压、定子电流、电角速度以及故障修正系数mxi输入在线电阻辨识模型,得到电阻矩阵;电阻矩阵中包括定子电阻和故障相的高阻接触电阻。[0029]获取目标方程所对应的定子电压、定子电流以及电角速度,其中,多相永磁同步电机的传感器可以实时测量得到自然坐标系下每个相对应的电压和电流,自然坐标系下每个相的电压和电流可以经过坐标转换后得到d₁-91-d₃-93…dk-qk轴的定子电压和定子电流。进一步地,将目标方程所对应的定子电压、定子电流、电角速度以及目标方程所对应的故障修正系数mxi输入到在线电阻辨识模型中。需要说明的是,若选择91对应的电压方程作为目标方程来确定满足递归最小二乘法的在线电阻辨识模型的情况下,需要结合电机参数中的电机基波磁链标称值。[0030]通过数学算法(例如递归最小二乘法)计算出电阻矩阵。电阻矩阵包含目标方程所对应的定子电阻和故障相的高阻接触电阻值。定子电阻可以反映多相永磁同步电机正常运行时的电阻特性,高阻接触电阻则可以表示故障相位由于接触不良而增加的电阻值。[0031]在本实施例中,该方法响应于多相永磁同步电机的高阻接触故障,确定故障相位置,依据故障相位置选择对应的补偿系数矩阵,并结合定子电流和坐标变换矩阵计算得到11自然坐标系下的故障态初始模型能够反映多相永磁同步电机在故障状态下的基触电阻。阵;Rx(x=a,b,c,d,e)是故障相为×相时的高阻接触电阻矩阵;ψs是定子磁链矩阵,[0034]进一步地,相电压矩阵Usn、相电流矩阵I、故障相为×相时的高阻接触故障电阻ψs=[4aψbψcψd障相为x相时的高阻接触电阻,k(m=a,b,c,d,e)为高阻接触电阻系数,当则Us=RIs+RIs+pψs+Un=RIs+RIs+(pLsIsUs=[UaubUcUaUe]T;UNx=[unxunxUnxUnxunx]T;地电压。[0038]需要说明的是,五相永磁同步电机的单相高阻接触故障如图6所示。在健康状态点电压的故障态五相永磁同步电机的电压方程组进行求和运=(LaaPia+Mabpib+MacPic+Madpid+Maepie)+(MdaPia+MdbPib+MdcPic+Ldapia+MdePie);态初始模型则是在自然坐标系下,考虑高阻接触故障影响的电机基本电磁关系的数学描[0043]故障态过渡数学模型可以更准确地描述多相永磁同步电机在故障状态下的运行地分析和预测电机的行为。[0044]步骤302:基于故障态过渡数学模型以及坐标变换矩阵Tpark、Tclarke,构建多相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模将故障态过渡数学模型转换到旋转坐标系下,需要应用坐标变换矩阵Tpark和到旋转坐标系下。旋转坐标系下的故障态数学模型将包括d₁-91-d3-93…dk-qk流参考值,基波交轴电流参考值为iq10设定基波直轴电流iä1、三次谐波三次谐波交轴电流i3参考值均为0。利用坐标变换矩阵Tpark和Tolarke进行Park逆变换和K×(5×5)(x=a,b,c,d,e)是故障相为x相时的补偿系数矩阵。[0050]需要说明的是,R1x和K的具体推导过程为:[0051]以a相为例,将上述公式简化,可以得到:在一个实施例中,以五相永磁同步电机为例,五相永磁同Udq=RIdq+RM(5×1)+pψdq-Ωdqψdq;[0055]静止坐标系下的变量是旋转变量,进一步为解决旋转电机变量的时变耦合问采用Tpark变换将静止坐标系α1-β1-α3-β3的正弦变量转换为旋转坐标系坐标系a-b-c-d-e到旋转坐标系d₁-91-d3-q3的坐标变换过程如下:=(TparkTclarke)RIs+(TparkTclarke)R₁xKxIs+(Tpar=(TparkTclarke)R(TparkTclarke)-¹(TparkTclarke)Is+(TparkTc+p((TparkTclarke)ψs)-(p(TparkTclarke))(TparkTclarke)-1(Tpa=RdqIdq+R₁x(TparkTclarke)KIs+pψ=(TparkTclarke)Ls(TparkTclarke)-¹(TparkTclarke)Is+(T标系下的电阻矩阵Rdq、旋转坐标系下的电感矩阵Ldq、旋转坐标系下的永磁体磁链矩阵ψmdq、旋转坐标系下的电角速度矩阵Ωdq和故障系数矩阵M的表达式为:Udq=(TparkTc₁arke)Us=[ud1Uq1Rdq=(TparkTclarke)R₅(TparkTelarkM=(TparkTclarke)KxIs=[mx1mx2mx3mx4mx5]T;子电压,Uo为零序电压;id1、iq1子电流,i₀为零序电流;ψm1、ψm3分别为基波子空间和三次谐波子空间的永磁体磁链;Ld1、Lq1、Ld3、Lq3为旋转坐标系下d₁-91-d₃-93轴的电感,L1s为定子漏感;mxi(i=1,2,3,4,5)为故障修正系数矩阵M第i行第1列所对应的元素,表示五相永磁同步电机×相发生高阻接触故障时的d₁-91-d₃-q3轴所对应的电压方程的故障修正[0058]在一个实施例中,五相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型的展开方程的表达式为:需要说明的是,d₁轴对应的电压方程是定子电压Ud1、定子电流id1和iq1、电角速机参数包括d₁轴对应的电感Ld1、q1轴对应的电感Lq1和定子电阻r。[0059]q1轴对应的电压方程是定子电压Uq1、定子电流id1和iq1、电角速度We、电机参数、高阻接触电阻rx以及故障修正系数mx2关联的方程。其中,q1轴对应的电机参数包括d₁轴对应的电感Ld1、q1轴对应的电感Lq1、定子电阻r以及基波子空间永磁体磁链标称值[0060]d₃轴对应的电压方程是定子电压Ud3、定子电流ia3和iq3、电角速度We、电机参数、高阻接触电阻r以及故障修正系数mx3关联的方程。其中,d₃轴对应的电机参数包括d₃轴对应的电感Ld3、93轴对应的电感Lq3和定子电阻r。[0061]q3轴对应的电压方程是定子电压Uq3、定子电流id3和id3、电角速度We、电机参数、高阻接触电阻rx以及故障修正系数mx4关联的方程。其中,其中,q3轴对应的电机参数包括d₃轴对应的电感Ld3、93轴对应的电感Lq3、定子电阻r以及基波子空间永磁体磁链标[0062]进一步地,如图6所示,以五相永磁同步电机为例,五相永磁同步电机采用转速环和电流环双闭环矢量控制。当电机处于在健康状态下,旋转坐标系下的状态变量均为直流量,状态变量包括:电流和电压。因此健康状态下电机稳定运行压方程只能辨识一个电机参数。故障状态下,由于高阻接触电阻的接入导致故障相的电压升高,其余相电压下降,进而导致定子电流和电压不平衡。重构后的旋转坐标系下电压呈现正弦规律变换,电流依然为直流量,电流微分项可以忽略不计。因此,基于五相永磁同步电机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型的展开方程中,每一个电压方程可以一次辨识两个电机参数。考虑五相永磁同步电机一般为表贴式电机,这种类型的电机常常机在旋转坐标系下考虑中性点偏移的故障态数学模型的展开方程可以化简为:在一个实施例中,选择故障态数学模型展开方程组中旋转坐标系下q1轴对应的电压方程作为目标方程;获取目标方程所对应的旋转坐标系下的定子电压、定子电流以及电角速度,将定子电压、定子电流、电角速度以及故障修正系数mx2输入在线电阻辨识模型,得到电阻矩阵为:获取q1轴对应的定子电压Uq1、定子电流iq1以及电角速度We,将定子电压Uq1、定子电流iq1、电角速度We以及故障修正系数mx2输入在线电阻辨识模型,得到电阻矩阵;电阻矩阵中包括定子电阻和故障相的高阻接触电阻。[0063]将定子电压Uq1、定子电流lq1、电角速度We以及故障修正系数mx2输入在线电阻辨识模型。故障修正系数mx2是根据故障相的位置和故障修正系数矩阵M提取的,用于调整故障相在q1轴上的电压方程,以补偿故障对电机性能的影响。在线电阻辨识模型利用这些输入数据,通过递归最小二乘法计算出电阻矩阵。电阻矩阵包含定子电阻和故障相的高阻接触电阻的估计值。定子电阻反映了电机正常运行时的电阻特性,高阻接触电阻则表示故障相位由于接触不良而增加的电阻值。[0064]在一个实施例中,在线电阻辨识模型的表达式包括在线电阻辨识模型的输入矩阵、在线电阻辨识模型的系数矩阵以及在线电阻辨识模型的输出;其中,在线电阻辨识模型的表达式为:y=XTw,y表示在线电阻辨识模型的输出,X表示在线电阻辨识模型的输入矩阵,W表示在线电阻辨识模型的系数矩阵,在线电阻辨识模型的系数矩阵等于电阻矩阵;其中,y=Uq1—Weψm1,XT=[q1mx2],[0065]其中Uq1是q1轴的定子电压,iq1是q1轴的定子电流,Mx2为q1轴对应的故障修正系数,We是电机的电角速度,ψm1是基波永磁体磁链的标称值。输入矩阵XT包含影响输出的两个关键变量:定子电流iq1和故障修正系数mx2,它们以行向量的形式呈现。系数矩阵W则由定子电阻r和故障相的高阻接触电阻rx组成,这两个参数是模型的核心未知数,需要通过辨识模型来确定。[0066]在线电阻辨识模型的输出y实际上是将电机的电压方程进行变换和整理后得到的形式,输入矩阵XT的元素iq1和mx2分别对应了方程中的定子电流和故障修正系数,系数矩阵W的元素r和rx则对应定子电阻和故障相的高阻接触电阻。通过在线电阻辨识模型,结合基波磁链的标称值ψm1、实时测量的相电压和相电流经坐标变换后得到的Uq1和iq1、位置传感器实时测量的电角度的微分We,计算出电阻矩阵W,进而得到定子电阻r和故障相的高阻接触电阻rx的具体值。[0067]在一个实施例中,以五相永磁同步电机为例,假设五相永磁同步电机a相发生高阻接触故障为例,基于图4的五相永磁同步电机的矢量控制框图,在Matlab/Simulink中搭建实现电机的稳定运行。仿真所用电机参数和其他仿真参数如下表所示:参数数值参数数值电机类型定子绕组(Ω)基波电感(mH)三次谐波电感(mH)基波永磁磁链(Wb()0转动惯量(kgm²)极对数4直流母线电压(V)额定转速(r/min)开关频率(kHZ)仿真所用转速(r/min)[0068]设定仿真转速为300r/min,a相发生高阻接触故障。当发生高阻接触故障时,电流环采用上述PR控制器,此时五相电流与健康工况下的电流保持一致。然而由于故障电阻的接入,考虑五相中性点电压的偏移,故障状态下的五相相电压与五相端电压不相等。采用本申请所提出的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法,高阻接触电阻和定子绕组电阻的参数辨识仿真结果如图7所示。图7中的(a)纵坐标为高阻接触电阻阻值,横坐标为时间;图7中的(b)中纵坐标为定子电阻阻值,横坐标为时间。图7中的(a)为高阻接触电阻的辨识仿真结果,在0.1s由健康状态高阻接触电阻ra=0Ω突变为高阻接触电阻ra=2Ω,在0.5s高阻接触电阻突变为ra=4Ω。仿真辨识误差均为2.5%,且在高阻接触电阻发生突变时能够快速响应,具有良好的动态性能和精确性。图7中的(b)为定子电阻的辨识结果,辨识误差小于2.3%,实现了定子电阻的精确辨识且故障接触电阻不会影响定子电阻的辨识精度。[0069]基于同样的构思,本申请实施例还提供一种多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识系统,该系统包括多相永磁同步电机和控制器,控制器能够执行上述的多相永磁同步电机高阻接触故障的在线电阻辨识方法。[0070]控制器可以根据中性点电压矩阵和故障态初始模型构建故障态过渡数学模型,再通过坐标变换矩阵将其转换为旋转坐标系下的故障态数学模型。进一步地,从该模型的展开方程组中选择其中一个轴对应的电压方程作为目标方程,将对应的定子电压、定子电流以及电角速度和故障修正系数输入到在线电阻辨识模型中,计算得到包含定子电阻和故障相高阻接触电阻的电阻矩阵。[0071]以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。[0072]以上实施例仅表达本申请的几种实施方式,其描述较为具体和
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