【摘要】：永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)憑借其效率高、功率密度高和調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷廣泛采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法,但是先驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失,特別是工況條件下的先驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失一直是制約永磁同步電機(jī)故障診斷建模的主要障礙。現(xiàn)有的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)多是側(cè)重于電機(jī)功率測(cè)試,能夠獲取的狀態(tài)參數(shù)不僅類型有限,采樣率也較低。因此,開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠同時(shí)采集電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同狀態(tài)下多傳感器特征信號(hào)的試驗(yàn)臺(tái)顯得十分必要。首先,針對(duì)目前電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)存在的不足,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了硬件選型和系統(tǒng)構(gòu)建。給被測(cè)電機(jī)提供精確的負(fù)載是實(shí)現(xiàn)典型工況模擬的前提,因此,通過(guò)一臺(tái)具有直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)功能的ABB變頻器驅(qū)動(dòng)交流變頻電機(jī)的方式作為試驗(yàn)臺(tái)的負(fù)載施加裝置;NI cRIO-9030控制器、NI 9220和NI 9234采集模塊為實(shí)現(xiàn)多傳感器特征信號(hào)的高速同步采集提供了硬件基礎(chǔ);為了降低試驗(yàn)臺(tái)的能源消耗,試驗(yàn)臺(tái)集成了能量回收裝置。其次,基于實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境(LabVIEW)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)。采用Modbus總線和PID控制算法實(shí)現(xiàn)了被測(cè)電機(jī)的恒轉(zhuǎn)速控制,并提出了被測(cè)電機(jī)典型工況模擬的實(shí)現(xiàn)方法;電機(jī)的不同故障類型會(huì)在不同特征信號(hào)上有著明顯的體現(xiàn),基于該特點(diǎn),完成了被測(cè)電機(jī)電流、溫度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和振動(dòng)多路特征信號(hào)的高速同步采集,為診斷算法的運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。最后,基于局部均值分解(LMD)和支持向量數(shù)據(jù)描述(SVDD)理論,研究了永磁同步電機(jī)故障診斷方法。通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式完成了永磁同步電機(jī)不同故障模式下的先驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取,建立了LMD-SVDD故障診斷模型,并驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)平臺(tái)的研發(fā)能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)健康評(píng)估與故障診斷模型的建立提供良好數(shù)據(jù)基礎(chǔ),有效推動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可靠性、安全性和能耗效率研究的深入;同時(shí)所構(gòu)建的診斷模型能夠快速準(zhǔn)確診斷不同故障類型,便于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的維修和保養(yǎng)。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP277;U469.72;U472
【圖文】：

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 永磁同步電機(jī)綜合故障診斷試驗(yàn)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)2.1 試驗(yàn)臺(tái)整體架構(gòu)現(xiàn)有的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)多是側(cè)重于電機(jī)功率測(cè)試或電機(jī)性能的評(píng)估；能夠獲取的狀態(tài)參數(shù)不僅類型有限，采樣率也較低；為了解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款能夠同時(shí)采集電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同狀態(tài)下多傳感器特征信號(hào)的試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)的整體架構(gòu)如圖 2.1 所示。

機(jī)的組成結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，一般由以下五個(gè)部分組成：機(jī)控制部分、測(cè)功機(jī)機(jī)械裝置和測(cè)功機(jī)阻力油缸。圍大等優(yōu)點(diǎn)，但是由于水利測(cè)功機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)因此，水力測(cè)功機(jī)的工作效率不高。功機(jī)由扭矩速度傳感器，渦流制動(dòng)器和水冷系統(tǒng)組度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，系列齊全的特點(diǎn)，并且熟，適用于中小型功率電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的測(cè)試[35-38]。需程中需要配置控制儀器才可以實(shí)現(xiàn)測(cè)功機(jī)的自動(dòng)控制機(jī)的主要組成部分包括：平衡式直流電機(jī)、電機(jī)控制感器，直流測(cè)功機(jī)由于具有操作方便、啟停平穩(wěn)等優(yōu)業(yè)。但是直流測(cè)功機(jī)也有明顯的缺陷，比如直流測(cè)功運(yùn)行的場(chǎng)合，由于電刷的影響，測(cè)得轉(zhuǎn)矩不準(zhǔn)確等。

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章 試驗(yàn)平臺(tái)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)整體組成驗(yàn)臺(tái)的硬件系統(tǒng)整體組成如圖 3.1 所示。負(fù)載電機(jī)和被測(cè)電機(jī)分別由 A機(jī)控制器控制，通過(guò)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源模擬了電動(dòng)汽車的電池；由于負(fù)載程中處于發(fā)電狀態(tài)，因此系統(tǒng)增加了能量回收裝置;整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)所需采集括轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、電流、溫度和振動(dòng)信號(hào)，由 NIcRIO-9030 控制器、PLC 和一整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)特征信號(hào)的采集和電機(jī)的控制。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張能;蔣云峰;程成;;參數(shù)約束下永磁同步電機(jī)混沌動(dòng)力學(xué)特性仿真[J];計(jì)算機(jī)仿真;2019年10期

2 楊小聰;;永磁同步電機(jī)高精度轉(zhuǎn)角自適應(yīng)定位仿真[J];計(jì)算機(jī)仿真;2019年10期

3 王賓;張坤;石曉艷;;基于滑模變結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2019年05期

4 張光臻;;永磁同步電機(jī)數(shù)字控制延時(shí)模型及影響分析[J];中國(guó)汽車;2019年11期

5 李康;歐陽(yáng)志宏;;分析無(wú)軸承永磁同步電機(jī)研究現(xiàn)狀[J];南方農(nóng)機(jī);2019年21期

6 萬(wàn)釗;楊杰;;電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)電流諧波抑制分析[J];南方農(nóng)機(jī);2019年21期

7 周曉燕;孫立翔;王金平;;基于等效熱網(wǎng)絡(luò)法的永磁同步電機(jī)溫升計(jì)算[J];微電機(jī);2019年11期

8 朱明祥;孫紅艷;;一種內(nèi)置式永磁同步電機(jī)死區(qū)補(bǔ)償方法的研究[J];微電機(jī);2019年11期

9 齊春葉;;試析永磁同步電機(jī)在機(jī)車上的運(yùn)用[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2018年24期

10 陸剛;;透析永磁同步電機(jī)的應(yīng)用技術(shù)[J];電源世界;2018年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 才立忠;吳衛(wèi)楠;饒界;盧有君;李艷斌;;基于耦合場(chǎng)仿真的永磁同步電機(jī)噪聲分析[A];2016中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2016年

2 張立軍;方杰;王心堅(jiān);孟德建;;永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)多場(chǎng)耦合建模與分析[A];2016中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2016年

3 徐煜昊;夏加寬;李天元;;電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[A];第十四屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

4 宋得雪;聶磊;彭兵;;分?jǐn)?shù)槽交替極永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分析[A];第十四屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

5 董新宇;趙希梅;;基于滑�？刂频挠来磐诫姍C(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[A];第十四屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

6 王正祥;于明湖;;壓應(yīng)力對(duì)壓縮機(jī)用永磁同步電機(jī)鐵損的影響及改善分析[A];2016年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)論文集[C];2016年

7 李風(fēng)輝;董婷;;電動(dòng)汽車用多相永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[A];第十三屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

8 雷鳴凱;朱國(guó)昕;;永磁同步電機(jī)帶遺忘因子的迭代學(xué)習(xí)控制[A];第十三屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

9 李生祥;韓雪巖;;高速永磁同步電機(jī)三維全域溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算[A];第十二屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

10 張gq星;楊霞;;一種改進(jìn)的SVPWM永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究[A];第十二屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 陳正軍;嵊州，奏響產(chǎn)業(yè)升級(jí)進(jìn)行曲[N];紹興日?qǐng)?bào);2017年

2 申軍平　雷冬梅;永磁同步電機(jī)承擔(dān)主牽引驅(qū)動(dòng)[N];運(yùn)城日?qǐng)?bào);2010年

3 張永法;F2TP永磁同步電機(jī)掀起節(jié)能革命[N];中國(guó)紡織報(bào);2007年

4 劉文碩;永磁同步電機(jī)助推紡織機(jī)節(jié)能[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2007年

5 楊建光;永磁同步電機(jī)牽引系統(tǒng)研發(fā)取得突破[N];人民鐵道;2015年

6 劉文碩;高效永磁同步電機(jī)降低設(shè)備電力損耗[N];中國(guó)紡織報(bào);2007年

7 吳濤;永銅選廠球磨機(jī)同步電機(jī)勵(lì)磁裝置改造成功[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

8 ;超高速防爆變頻調(diào)速同步電機(jī)研制成功[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2011年

9 本報(bào)記者 丁波;“上上下下”更綠色[N];解放日?qǐng)?bào);2005年

10 記者 李文峰 通訊員 姜尚昆 易臣;全球首套盾構(gòu)機(jī)永磁同步電機(jī)交付[N];湖南日?qǐng)?bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭麗艷;內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的建模、分析與設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2017年

2 萬(wàn)援;脈沖發(fā)電機(jī)拖動(dòng)用背繞式繞組高速永磁同步電機(jī)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 曾德鵬;多單元永磁同步電機(jī)無(wú)機(jī)械負(fù)荷間接測(cè)試方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

4 于吉坤;高速永磁同步電機(jī)電磁分析與轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

5 胡耀華;電動(dòng)汽車用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

6 李福;永磁同步電機(jī)的改進(jìn)型離散域電流控制策略研究[D];重慶大學(xué);2018年

7 劉子劍;內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子偏心故障診斷方法的研究[D];浙江大學(xué);2018年

8 唐其鵬;永磁同步電機(jī)中低速無(wú)位置傳感器控制技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2018年

9 劉瑩;永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2018年

10 林瑤瑤;永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法與伺服控制技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王萱;永磁同步電機(jī)全轉(zhuǎn)速范圍無(wú)位置傳感器控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2019年

2 宋佳偉;永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2019年

3 蘇德淳;高速永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)與優(yōu)化控制研究[D];安徽理工大學(xué);2019年

4 曹東輝;DC110V供電永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2019年

5 沈忱;車用永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D];江蘇大學(xué);2019年

6 張穩(wěn);雙Y移30°PMSM的設(shè)計(jì)及其無(wú)速度傳感器控制[D];上海交通大學(xué);2017年

7 陳嘉龍;基于新型擾動(dòng)觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)復(fù)合滑�？刂芠D];江蘇大學(xué);2019年

8 許健;永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器狀態(tài)估計(jì)與控制研究[D];江蘇大學(xué);2019年

9 劉天奇;少稀土輪輻式組合永磁型同步電機(jī)弱磁控制策略研究[D];江蘇大學(xué);2019年

10 朱生道;12槽10極永磁同步電機(jī)低振噪設(shè)計(jì)方法研究[D];江蘇大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2756437