Обнаружение в реальном времени зарождающегося межвиткового короткого замыкания и неисправностей датчиков в электроприводах синхронных двигателей с постоянными магнитами на основе обобщённого теста отношения правдоподобия и структурного анализа

В работе представлен надёжный метод обнаружения нескольких неисправностей синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ) на основе модели, а именно межвитковых коротких замыканий и неисправностей энкодера. Предложенная модель основана на структурном анализе: динамическая математическая модель СДПМ в системе координат abc используется для представления структурной модели системы в матричной форме. Однозначно определённую и переопределённую части системы разделяют с помощью декомпозиции Дулмажа—Мендельсона. Затем аналитические избыточные соотношения, полученные для переопределённой части системы, используют для формирования более компактных проверяемых избыточных подмоделей с учётом числа заданных типов неисправностей. На основе полученных избыточных подмоделей разработаны четыре структурированные невязки для обнаружения неисправностей измерения энкодера и межвитковых коротких замыканий различной степени в каждой фазной обмотке. Эффективность предложенного метода обнаружения проверена на созданном в лаборатории стенде с СДПМ, питаемым от инвертора; межвитковые короткие замыкания и неисправности энкодера задавали в разные моменты времени с помощью управляемых реле. В диагностическую систему принятия решений также включили статистический детектор — алгоритм обобщённого теста отношения правдоподобия, который позволяет обнаруживать межвитковое короткое замыкание даже при замыкании одного витка из 102, то есть менее 1% фазной обмотки.