【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及故障診斷的，具體而言，尤其涉及一種異步電機速度傳感器故障診斷方法。
技術介紹
1、異步電機因結構簡單、價格低廉、運行可靠等優點，在傳動各領域得到廣泛應用，速度傳感器用于實時檢測電機的運行方向和速度，速度信號反饋給控制系統，用于速度閉環控制，以實現電傳動系統的高性能控制。速度傳感器通常反饋2路信號，2路信號相位相差90°，可據此判讀電機的旋轉方向，每路傳感器信號為占空比為50％的脈沖信號，隨著轉速的提升，頻率提高，如圖1所示。電機工作的電磁環境復雜，速度傳感器通常安裝在電機軸端，比較脆弱，發生故障概率很高，一旦發生故障，會導致速度信息測量不準確或者丟失，輕則影響控制系統整體性能，重則致使整個控制系統停止運行。
2、現有技術中，通常通過對異步電機轉速的估算評估電機轉速信號是否存在故障，但是電機轉速信號的估算可用于無速度傳感器的電機控制，但并不能作為判斷速度傳感器存在故障的標準，一是速度信號的估算精度有限，速度的估算只要滿足控制要求即可，并非越高越好；二是速度信號的估算需要采集其它變量，比如電機輸入電流的采集、電機輸入電壓的重構，對估算的速度影響很大，一旦估算的轉速出現問題，難以確定是速度傳感器問題；三是速度信號的估算需要建模，通過復雜的運算實現，占用控制系統大量的計算能力。
3、現有技術中，另一種方式，是通過速度傳感器的典型故障的特征學習，實現故障診斷。但通過機器學習的人工智能方法對典型故障的特征進行學習，一是要對每種故障的特征進行提取，并且特征要明顯，可以進行診斷，診斷存在概率，因此對于似是而
技術實現思路
1、根據上述
技術介紹
中提到的技術問題，而提供一種異步電機速度傳感器故障診斷方法。本專利技術通過對采集的轉速信號模擬量進行分析，包括：電平轉換的邏輯序列、同一通道信號占空比、不同通道信號周期偏差率、不同通道的邊沿信號時間預測以及高低電平電壓值，實現速度傳感器的故障診斷。
2、本專利技術采用的技術手段如下：
3、一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，包括以下步驟：
4、采集轉速信號模擬量，通過分析采集的轉速信號模擬量，根據分析結果實現異步電機速度傳感器故障診斷；
5、對于采集的轉速信號模擬量分析的角度包括：電平轉換的邏輯序列、同一通道信號占空比、不同通道信號周期偏差率、不同通道的邊沿信號時間預測以及高低電平電壓值。
6、進一步地，由于速度傳感器采集的速度信號包含2路即a路和b路，且a路和b路之間的相位相差90°，a路或b路的高低電平的占空比為50％；當對采集的轉速信號模擬量的電平轉換的邏輯序列進行分析時，通過獲取當前狀態的邏輯電平，即獲取a路和b路的電平狀態，進而預測下一狀態的邏輯電平；若下一狀態的邏輯電平為非預測狀態，則為狀態錯誤，即表示速度傳感器存在故障。
7、進一步地，當對采集的轉速信號模擬量的同一通道信號占空比進行分析時，若高電平占空比大于預定的允許偏差則表示速度傳感器出現故障，速度傳感器a路和b路的信號占空比診斷公式為：
8、
9、其中，x表示轉速信號模擬量a路或b路，δxt表示不平衡度，δt,max表示最大不平衡度；δt,max由電傳動系統的最大加速度確定。
10、進一步地，當對采集的轉速信號模擬量的不同通道信號周期偏差率進行分析時，通過速度傳感器a路及b路的信號周期偏差率的計算，實現傳感器斷路故障的診斷；
11、a路和b路信號的周期計算為：
12、
13、a路和b路信號周期偏差率大于最大允許的偏差δp，max，則表示出現斷路故障，診斷公式為：
14、
15、其中，δp表示偏差度，δp，max表示最大偏差度，ta表示a路周期，tb表示b路周期。
16、進一步地，由于速度傳感器a路和b路信號為周期性變化，當對采集的轉速信號模擬量的不同通道的邊沿信號時間預測進行分析時，相鄰周期最大的變化時間通過電傳動系統的最大加速度確定；
17、即若a路和b路的下一個邊沿出現的時間在預測范圍內，則速度傳感器工作正常，超過或小于預測范圍，則診斷速度傳感器出現故障；
18、速度傳感器a路、b路信號邊沿診斷公式為：
19、
20、其中，ta(n+1)min表示a路信號n+1個邊沿出現的最小時間；表示a路信號n+1個邊沿出現的最大時間；tb(n+1)min表示b路信號n+1個邊沿出現的最小時間；表示b路信號n+1個邊沿出現的最大時間；tan表示a路信號第n個周期時間；tbn表示b路信號第n個周期時間；δt表示n與n+1周期允許的最大差值。
21、進一步地，由于速度傳感器通常由控制系統供電，供電電壓為+15v，控制系統采集的速度傳感器a、b路信號高電平通常為15v，低電平ov，當對采集的轉速信號模擬量的轉速信號高低電平電壓值進行分析時，通過判斷是否在限定范圍內對速度傳感器故障進行診斷；
22、速度傳感器a、b路信號電平電壓診斷公式為：
23、uhmin≤uh-15≤uhmax，ulmin≤ul≤ulmax；
24、其中，δuh＝uhmax-uhmin，δul＝ulmax-ulmin；uh表示速度傳感器a、b路信號高電平電壓，ul表示速度傳感器a、b路信號低電平電壓，uhmax表示uh允許的最高電壓，uhmin表示uh允許的最低電壓，ulmax表示ul允許的最高電壓，ulmin表示ul允許的最低電壓。
25、較現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
26、本專利技術通過對采集的轉速信號模擬量全面分析，包括電平轉換的邏輯序列、同一通道信號占空比、不同通道信號周期比、預測不同通道的邊沿信號以及轉速信號高低電平電壓值，可有效的診斷速度傳感器的故障，實現簡單、計算量小，實用性強。
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1.一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，由于速度傳感器采集的速度信號包含2路即A路和B路，且A路和B路之間的相位相差90°，A路或B路的高低電平的占空比為50％；當對采集的轉速信號模擬量的電平轉換的邏輯序列進行分析時，通過獲取當前狀態的邏輯電平，即獲取A路和B路的電平狀態，進而預測下一狀態的邏輯電平；若下一狀態的邏輯電平為非預測狀態，則為狀態錯誤，即表示速度傳感器存在故障。
3.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，當對采集的轉速信號模擬量的同一通道信號占空比進行分析時，若高電平占空比大于預定的允許偏差則表示速度傳感器出現故障，速度傳感器A路和B路的信號占空比診斷公式為：
4.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，當對采集的轉速信號模擬量的不同通道信號周期偏差率進行分析時，通過速度傳感器A路及B路的信號周期偏差率的計算，實現傳感器斷路故障的診斷；
5.根據權利要求1所述的一種
6.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，由于速度傳感器通常由控制系統供電，供電電壓為+15V，控制系統采集的速度傳感器A、B路信號高電平通常為15V，低電平0V，當對采集的轉速信號模擬量的轉速信號高低電平電壓值進行分析時，通過判斷是否在限定范圍內對速度傳感器故障進行診斷；
...【技術特征摘要】
1.一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，由于速度傳感器采集的速度信號包含2路即a路和b路，且a路和b路之間的相位相差90°，a路或b路的高低電平的占空比為50％；當對采集的轉速信號模擬量的電平轉換的邏輯序列進行分析時，通過獲取當前狀態的邏輯電平，即獲取a路和b路的電平狀態，進而預測下一狀態的邏輯電平；若下一狀態的邏輯電平為非預測狀態，則為狀態錯誤，即表示速度傳感器存在故障。
3.根據權利要求1所述的一種異步電機速度傳感器故障診斷方法，其特征在于，當對采集的轉速信號模擬量的同一通道信號占空比進行分析時，若高電平占空比大于預定的允許偏差則表示速度傳感器出現故障，速度傳感器a路和b路的信號占空比診斷公式為：
4.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王雪迪，陳鐵年，李浩，楊揚，徐文婧，
申請(專利權)人：中車大連電力牽引研發中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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