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申请/专利权人：中车大连电力牵引研发中心有限公司

摘要：本发明公开了一种城轨车控牵引逆变器异步电机缺相故障的识别方法，包括如下步骤：S1：在采样周期T内，对异步电机定子的三相电流进行采样；S2：计算所述三相在采样周期T内的电流有效值；S3：对三相电流有效值进行比较判断，以判断缺相的异步电机定子路；S4：提取出偏差超过设定阈值的第一相，即为发生缺相故障的异步电机定子路；本发明针对城轨异步车控牵引逆变器一台电机的一路缺相难以准确识别的问题，提出了可靠性高的故障诊断方法，建立相应的数学分析模型，通过引入电机的参数和运行条件，输出故障发生路与正常定子路电流有效值的偏差，以确定最终的缺相保护值。本发明算法简单，缺相识别的准确性高，具有广泛的工业前景。

主权项：1.一种城轨车控牵引逆变器异步电机缺相故障的识别方法，所述识别方法适用于异步电机三相中的一相缺少电流传感器的情况，所述识别方法不受缺少的电流传感器影响，其特征在于，所述识别方法包括如下步骤：S1：在采样周期T内，对异步电机定子的三相电流进行采样，所述三相分别为第一相、第二相和第三相；其中缺少电流传感器的一相的电流采样方法为采用已有的两相电流相加取负的方式进行计算替代；S2：计算所述第一相、第二相和第三相在采样周期T内的电流有效值，即第一相电流有效值、第二相电流有效值和第三相电流有效值；计算所述第一相电流有效值、第二相电流有效值和第三相电流有效值的方法如下：S21：建立所述异步电机在αβ坐标系下的数学模型，如公式1； ，式中：uαs为αβ坐标系下α轴的定子电压，uβs为αβ坐标系下β轴的定子电压，uαr为αβ坐标系下α轴的转子电压，uβr为αβ坐标系下β轴的转子电压；iαs为αβ坐标系下α轴的定子电流，iβs为αβ坐标系下β轴的定子电流，iαr为αβ坐标系下α轴的转子电流，iβr为αβ坐标系下β轴的转子电流；Rs为定子电阻，Rr为转子电阻；Ls为定子电感，Lr为转子电感；Lm为定转子互感；为αβ坐标系下α轴的定子磁链，为αβ坐标系下α轴的转子磁链，为αβ坐标系下β轴的定子磁链，为αβ坐标系下β轴的转子磁链；Te为电磁转矩；Np为电机极对数；ωr为转子角频率；p为微分算子；s代表定子；r代表转子；S22：建立abc坐标系与αβ坐标系的正反变换公式如公式2和3； ， ，其中：a代表定子的第一相；b代表定子的第二相；c代表定子的第三相；uα代表输入电机的α轴电压；uβ代表输入电机的β轴电压；ua代表输入电机的U相电压；ub代表输入电机的V相电压；uc代表输入电机的W相电压；ia代表输入电机的U相电流；ib代表输入电机的V相电流；ic代表输入电机的W相电流；iα代表输入电机的α轴电流；iβ代表输入电机的β轴电流；S3：对所述第一相电流有效值、第二相电流有效值和第三相电流有效值进行比较判断，以判断缺相的异步电机定子路；所述判断缺相的异步电机定子路的方法为：假设在采样周期T时检测到所述第一相电流有效值与所述第二相电流有效值或者所述第三相电流有效值的偏差超过设定阈值，并且所述偏差超过设定阈值的持续时间超过设定保护时间，则锁存采样周期T时的所述第一相电流有效值、第二相电流有效值和第三相电流有效值；S4：提取出所述偏差超过设定阈值的第一相，第一相即为发生缺相故障的异步电机定子路；S5：若在采样周期T内，没有检测到电流有效值与其他两相电流有效值的偏差超过设定阈值的异步电机定子路，则重复所述步骤S1～S4进行下一个采样周期；S6：分别计算所述第一相电流有效值与所述第二相电流有效值和第三项电流有效值的偏差，以结合电机的效率，确定最终的缺相保护值；判断缺相的异步电机定子路如下：假设所述第一相、第二相和第三相的电源电压分别为UA、UB、UC，则正常工况下的数学模型的约束条件如公式4： ，缺相工况下的数学模型的约束条件如公式5； 。

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