Способ выявления неисправности силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя на основе среднеквадратичного отклонения детализирующего коэффициента



Способ выявления неисправности силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя на основе среднеквадратичного отклонения детализирующего коэффициента
Способ выявления неисправности силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя на основе среднеквадратичного отклонения детализирующего коэффициента

 


Владельцы патента RU 2633297:

ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)

Изобретение относится к контролю неисправности силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя. Сущность: способ включает нахождение мгновенного значения фазного тока силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя для вычисления среднеквадратичного отклонения σ детализирующего коэффициента в качестве характеристического показателя неисправности и анализ кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующего коэффициента фазного тока силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя во всем диапазоне скорости вращения или во всем диапазоне крутящего момента для выявления неисправности в виде короткого замыкания главного переключателя силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя. Технический результат: точное выявление неисправности в виде короткого замыкания. 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу выявления неисправности в виде короткого замыкания на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов, в частности к способу выявления неисправности в виде короткого замыкания на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов для силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя с любым числом фаз.

Уровень техники

Хотя исследованиям по методам обнаружения и выявления неисправностей для системы вентильно-индукторного двигателя уделяется все большее внимание во всех странах по всему миру, лишь немногочисленные достижения получены вследствие запоздалого начала указанных исследований. Исследования по выявлению неисправности системы вентильно-индукторного двигателя главным образом производятся на основе качественного теоретического анализа или сравнительного анализа показателей работы системы в нормальном состоянии и в неисправном состоянии. Силовой преобразователь является важным элементом системы вентильно-индукторного двигателя и является объектом, подверженным короткому замыканию. Большинство мер для защиты от неисправностей силовых преобразователей предпринимаются все еще на уровне защиты силовых агрегатов от превышения тока, превышения напряжения и перегрева и неэффективны до момента развития неисправности до того уровня, когда она воздействует на характеристики переменных, измеряемых извне; дополнительно, вследствие отличий в структуре и параметрах системы, можно только приблизительно установить порог для защиты от неисправностей, но их вид невозможно определить. Устойчивая нелинейная характеристика и уникальный режим управления самой системы вентильно-индукторного двигателя также создают значительные трудности для исследования системы выявления неисправностей, и обычные способы выявления неисправностей для силовых преобразователей нельзя напрямую применить к силовым преобразователям вентильно-индукторных двигателей.

Раскрытие изобретения

Для решения технических проблем известного уровня техники настоящим изобретением предложен способ выявления неисправности в виде короткого замыкания на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов для силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя.

Способ выявления неисправностей на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов для силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя в настоящем изобретении включает:

нахождение мгновенного значения фазного тока f(t) в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя; и вычисление среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов с помощью следующего выражения:

где - действительные значения детализирующих коэффициентов, - средние значения детализирующих коэффициентов, t - переменная от времени, j - уровень разрешения, k - дискретизированное значение сдвига, - комплексное сопряжение к вейвлет-функции φ(2-jt-k), и R, выполнение преобразования для мгновенного значения фазного тока f(t) следующим образом:

, где - коэффициент масштабирования, и - комплексное сопряжение к функции φ(2-jt-k) масштаба;

принятие среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов в качестве характеристического показателя неисправности для выявления наличия неисправности в виде короткого замыкания в главной цепи силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя;

если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения колеблется между величинами 0,005 и 0,01, или если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента колеблется около величины 0,005, это указывает на то, что возникла неисправность в виде короткого замыкания в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя.

Положительные результаты: настоящее изобретение применимо для выявления неисправностей в виде короткого замыкания в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя с любыми топологическими структурами и с любым числом фаз. С помощью нахождения мгновенного значения фазного тока в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя вычисляют среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов и принимают в качестве характеристического показателя неисправности, с помощью кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов фазного тока в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя во всем диапазоне скорости вращения или кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов фазного тока в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя во всем диапазоне крутящего момента, выявляют неисправность в виде короткого замыкания в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя для решения задачи настоящего изобретения. Способ выявления неисправностей силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя может давать количественную характеристику неисправности, является идеальным для выявления неисправности в виде короткого замыкания, может давать надежное и точное выявление неисправностей и имеет большую ценность в области технического применения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема топологической структуры трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя, для которого применяется настоящее изобретение.

На фиг. 2 показан график кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя во всем диапазоне скорости вращения, для которого применяется настоящее изобретение.

На фиг. 3 показан график кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя во всем диапазоне крутящего момента, для которого применяется настоящее изобретение.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение далее подробно описано согласно одному из вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг. 1, в главной цепи трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя каждая фаза в трехфазном силовом преобразователе с двойным переключением имеет два основных переключателя, два шунтирующих диода и фазы А, В и С, соединенные параллельно с положительным полюсом "+" и отрицательный полюсом "-" источника электропитания. При этом один конец верхнего основного переключателя S1 фазы А соединен с положительным полюсом "+" источника электропитания, другой конец верхнего основного переключателя S1 соединен с одним концом обмотки фазы А, один конец нижнего основного переключателя S2 соединен с отрицательным полюсом "-" источника электропитания, другой конец нижнего основного переключателя S2 соединен с другим концом обмотки фазы А, один конец верхнего шунтирующего диода VD1 соединен с положительным полюсом "+" источника электропитания, другой конец верхнего шунтирующего диода VD1 соединен с другим концом обмотки фазы А, один конец нижнего шунтирующего диода VD2 соединен с отрицательным полюсом "-" источника электропитания, и другой конец нижнего шунтирующего диода VD2 соединен с одним концом обмотки фазы А. Внутренние соединения в фазе В и фазе С являются идентичными внутренним соединениям в фазе А, поэтому их описание здесь опущено. Способ выявления неисправностей на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов для силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя заключается в следующем:

Вначале находят мгновенное значение фазного тока f(t) фазы А трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя и вычисляют среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов с помощью следующего выражения:

,

где - действительные значения детализирующих коэффициентов, - средние значения детализирующих коэффициентов, t - переменная времени, j - уровень разрешения, k - дискретизированное значение сдвига, - комплексное сопряжение к вейвлет-функции φ(2-jt-k) и R, выполняют преобразование для мгновенного значения фазного тока f(t) следующим образом:

, где - коэффициент масштабирования, и - комплексное сопряжение к функции φ(2-jt-k) масштаба;

среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов принимается в качестве характеристического показателя неисправности для выявления того, имеется ли неисправность в виде короткого замыкания в главной цепи силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя;

как показано на фиг. 2, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения колеблется между величинами 0,005 и 0,01, или, как показано на фиг. 3, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента колеблется около величины 0,005, это указывает на то, что возникла неисправность в виде короткого замыкания в фазе А силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя.

Способ обнаружения неисправности, идентификации типа неисправности и определения местоположения неисправной фазы является аналогичным способу для фазы А силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя, когда имеется неисправность в виде короткого замыкания в фазе В трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя.

Находят мгновенное значение фазного тока f(t) фазы В в трехфазном силовом преобразователе с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя; и вычисляют среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов с помощью следующего выражения:

,

где - действительные значения детализирующих коэффициентов, - средние значения детализирующих коэффициентов, t - переменная времени, j - уровень разрешения, k - дискретизированное значение сдвига, - комплексное сопряжение к вейвлет-функции φ(2-jt-k), и R, выполняют преобразование для мгновенного значения фазного тока f(t) следующим образом:

, где - коэффициент масштабирования, и - комплексное сопряжение к функции φ(2-jt-k) масштаба;

среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов принимается в качестве характеристического показателя неисправности для выявления того, имеется ли неисправность в виде короткого замыкания в главной цепи силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя;

как показано на фиг. 2, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения колеблется между величинами 0,005 и 0,01 или, как показано на фиг. 3, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента колеблется около величины 0,005, это указывает на то, что возникла неисправность в виде короткого замыкания в фазе В силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя.

Способ обнаружения неисправности, идентификации типа неисправности и определения местоположения неисправной фазы является аналогичным способу для фазы А силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя, когда имеется неисправность в виде короткого замыкания в фазе С трехфазного силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя.

Находят мгновенное значение фазного тока f(t) фазы С в трехфазном силовом преобразователе с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя; и вычисляют среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов с помощью следующего выражения:

,

где - действительные значения детализирующих коэффициентов, - средние значения детализирующих коэффициентов, t - переменная времени, j - уровень разрешения, k - дискретизированное значение сдвига, - комплексное сопряжение к вейвлет-функции φ(2-jt-k), и R, выполняют преобразование для мгновенного значения фазного тока f(t) следующим образом:

, где - коэффициент масштабирования, и - комплексное сопряжение к функции φ(2-jt-k) масштаба;

среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов принимается в качестве характеристического показателя неисправности для выявления того, имеется ли неисправность в виде короткого замыкания в главной цепи силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя;

как показано на фиг. 2, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения колеблется между величинами 0,005 и 0,01, или, как показано на фиг. 3, если среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента колеблется около величины 0,005, это указывает на то, что возникла неисправность в виде короткого замыкания в фазе С силового преобразователя с двойным переключением вентильно-индукторного двигателя.

Способ обнаружения неисправности, идентификации типа неисправности и определения местоположения неисправной фазы является аналогичным способу, описанному выше, когда в нижних вентилях имеется неисправность в виде короткого замыкания одновременно в двух или больше фазах силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя.

Для определения местоположения неисправной фазы с помощью нахождения фазного тока соответственно фаз А, В и С выявляется, что либо среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения колеблется между величинами 0,005 и 0,01, либо среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента колеблется около величины 0,005.

Способ выявления неисправностей на основе среднеквадратичного отклонения детализирующих коэффициентов для силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя, согласно которому:

находят мгновенное значение фазного тока f(t) в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя; и вычисляют среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов с помощью следующего выражения:

где - действительные значения детализирующих коэффициентов, - средние значения детализирующих коэффициентов, t - переменная времени, j - уровень разрешения, k - дискретизированное значение сдвига, - комплексное сопряжение к вейвлет-функции φ(2-jt-k), и R, выполняют преобразование для мгновенного значения фазного тока f(t) следующим образом: , где - коэффициент масштабирования, и - комплексное сопряжение к функции φ(2-jt-k) масштаба;

принимают среднеквадратичное отклонение σ детализирующих коэффициентов в качестве характеристического показателя неисправности для выявления наличия неисправности в виде короткого замыкания в главной цепи силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя;

в случае колебания кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне скорости вращения между величинами 0,005 и 0,01 или в случае колебания кривой среднеквадратичного отклонения σ детализирующих коэффициентов во всем диапазоне крутящего момента около величины 0,005 делают вывод о возникновении неисправности в виде короткого замыкания в силовом преобразователе вентильно-индукторного двигателя.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для испытания трансформатора напряжения (20). Предлагаемый способ предусматривает стадии, на которых: имитируют трансформатор напряжения (20) при помощи эквивалентной цепи (30); определяют точность трансформатора напряжения (20) относительно эквивалентной цепи (30) путем оценки ответа на испытательный сигнал, выдаваемого трансформатором (20); и автоматически преобразуют указанную точность в связанную с рабочим состоянием точность трансформатора (20).

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов утечки с объектов, подключенных к источникам электрического напряжения.

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля рельсовых цепей. Способ основан на создании замкнутого через потенциал «Земля» электрического контура постоянного тока, в который включены пары жил кабеля рельсовых цепей, в контуре формируют постоянный ток определенной величины и осуществляют контроль за уменьшением величины тока, протекающего через элементы, соединяющие пары жил кабеля или пару жил кабеля и потенциал «Земля» ниже допустимого значения.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для контроля технологических параметров в производственных процессах. Передатчик (12) температуры процесса выполнен по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры, имеющим множество проводов.

Изобретение относится к устройствам определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередач. Сущность: устройство содержит разъединитель (1), установленный на опоре (2) воздушной линии электропередачи, датчик тока (3), установленный на питающем шлейфе воздушной линии электропередачи (4), модуль фиксации (5), установленный на опоре рядом с двигательным приводом (6) на высоте не выше 2 метров, модуль фиксации, оснащенный светодиодным дисплеем и кнопками настройки, двигательный привод, связанный с разъединителем с помощью тяги, модуль управления (9), электрически связанный с двигательным приводом разъединителя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств контроля и измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока с изолированной нейтралью.

Использование: для тестирования в финальной стадии изготовления радиоэлектронной аппаратуры, элементы которой покрыты защитным диэлектриком. Сущность изобретения заключается в том, что способ содержит сканирование элементов радиоэлектронной аппаратуры контролируемого объекта плазменной струей при разности потенциалов между плазмой и объектом ниже уровня напряжений, опасных для объекта контроля, с одновременной регистрацией электрического тока из объекта в плазму, предварительно контролируемый объект полностью погружается в плазму, выявляя на этой стадии наличие дефекта сплошности диэлектрического покрытия на объекте, и при необходимости выполняется дальнейшее сканирование элементов объекта плазменной струей с сечением, обеспечивающим точность локализации дефекта.

Использование – в области электротехники. Технический результат – расширение арсенала технических средств.

Группа изобретений относится к средствам диагностики целостности корпуса оборудования. Технический результат – повышение точности определения потерь целостности корпуса оборудования.

Изобретение относится к диагностике дефектности электроэнергетического (ЭЭ) оборудования, находящегося под напряжением. Сущность: измеряют в эквивалентных условиях энергетические спектры токов контрольных ответвлений одинаковых вводов напряжений контролируемого и однотипного с ним эталонного оборудования на частотах совместного действия фликкерных шумов, белых шумов и квазигармонических составляющих с частотами промышленной сети, ее верхних гармоник и с резонансными частотами добротных колебательных цепей тестируемого ЭЭ оборудования.

Группа изобретений относится к направленному обнаружению замыкания на землю, в частности, в энергосистеме со скомпенсированной нейтралью и, в конкретном случае, с изолированной нейтралью. В частности, изобретение относится к способу обнаружения замыкания на землю в энергосистеме, дополнительно предоставляющему возможность определения, располагается ли замыкание на стороне линии или на стороне нагрузки от точки обнаружения. Предложены способ направленного обнаружения замыкания на землю в многофазной энергосистеме, устройство для реализации указанного способа, указатель протекания тока короткого замыкания на землю, содержащий устройство направленного обнаружения замыкания, реле защиты заземления, содержащее указатель замыкания. Способ направленного обнаружения замыкания на землю в многофазной энергосистеме среднего напряжения, в частности со скомпенсированной нейтралью и/или изолированной нейтралью, включает этапы: обнаружения замыкания посредством изменения напряжения (V0) нулевой последовательности; определения направленности, определенной по разности фаз, в частности посредством угла или знака произведения, между производной тока нулевой последовательности (dI0/dt) и напряжением (V0) нулевой последовательности, при условиях непрерывного замыкания. Технический результат заключается в снижении влияния помех, в упрощении процедуры измерений, упрощении расчетов, в частности в возможности обнаружения при малой дискретизации. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к методам обнаружения аварийной электрической дуги радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), работающей в условиях вакуума и может быть использовано в бортовой аппаратуре космических аппаратов. Техническим результатом является высокая чувствительность обнаружения слаботочной электрической дуги и локализация сегмента РЭА, в которой дуга возникла. Способ обнаружения слаботочной электрической дуги в радиоэлектронной аппаратуре, работающей в условиях вакуума, включает измерение мощности электромагнитного шума в цепях электропитания РЭА, лежащего в диапазоне частот от 50 МГц до 500 МГц, и одновременное измерение интенсивности оптического излучения во внутреннем пространстве каждого из сегментов РЭА. Индикатором прогрессирующего дугового разряда является монотонное кратное снижение мощности электромагнитного шума синхронно с монотонным кратным ростом интенсивности оптического излучения во внутреннем пространстве сегмента РЭА. Для исключения влияния светоизлучающих элементов РЭА видимого диапазона спектра на результаты оптических измерений излучения дуги регистрирующий датчик может иметь селективную спектральную чувствительность в УФ диапазоне спектра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх