51、直驱永磁同步电机匝间短路故障严重程度估计与五相容错永磁同步电机定子结构性能影响

直驱永磁同步电机匝间短路故障严重程度估计与五相容错永磁同步电机定子结构性能影响

直驱永磁同步电机匝间短路故障严重程度估计

直驱永磁同步电机（DDPMSM）凭借高效、轻便和结构紧凑等优势，在工业领域得到广泛应用。然而，它易受机械、热、电和环境应力影响，从而引发匝间短路故障（ISF）。因此，及时诊断故障对于安全和可靠性要求高的应用至关重要。

传统的基于模型的故障诊断方法，如参数识别算法和磁等效电路模型，因电机的复杂性导致模型参数不准确，影响了诊断方法的鲁棒性和可靠性。信号基故障诊断方法，如电机电流特征分析、定子电压信号法和基于反电动势的方法，虽能检测故障发生，但需要大量历史数据，且诊断结果受噪声影响。近年来提出的智能早期故障诊断系统，如基于卷积神经网络和注意力循环神经网络的方法，虽有效但训练过程复杂。知识图谱（KG）作为一种自动诊断工具，具有强大的多信息集成能力，适用于综合智能故障严重程度估计系统。

故障指示器分析

• 匝间故障指示器 ：提出将分支差分电流（BDC）作为故障指示器（FI）来估计ISF的严重程度。对于多相DDPMSM的并行分支，BDC定义为：
• (IXkk′ = IXk − IXk′)
  其中，(IXk)和(IXk′)分别是X相K分支和K’分支的电流，(IXkk′)是BDC。当X相k分支的定子线圈发生ISF时，故障分支的阻抗(ZXk)减小，健康分支的阻抗(ZXk′)几乎不变，导致故障分支电流(IXk)增加，健康分支电流(IXk′)减小，BDC明显增加，可用于诊断ISF。
• (Rf)和(\beta)（(\beta = Nshorted / Nc)，(