一种基于制造技术

本发明专利技术提供了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于LabVIEW的永磁同步电机在线故障诊断系统和方法


[0001]本专利技术涉及故障诊断
，具体地说，涉及一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统和方法
。

技术介绍

[0002]在高铁
、
新能源汽车以及轨道交通系统等领域，永磁同步电机因其高功率密度
、
高效率和小体积等特点得到了广泛应用，随着应用领域的扩大，永磁同步电机的可靠性和安全性问题日益显著，特别是在复杂的工作环境中，如高温
、
低温
、
湿度
、
振动和粉尘等条件下，永磁同步电机容易出现永磁体退磁和定子绕组匝间短路等问题，这些故障不仅直接关系到高铁和新能源汽车等设备能否正常安全的运行，还可能对人员的生命安全构成威胁
。
[0003]近年来，针对永磁同步电机的故障问题，出现了一系列的检测方法，一些技术采用了多传感器综合和多特征融合的方法
、
大数据和机器学习等来提高永磁同步电机的故障检测的准确性
。
尽管这些方法在提高永磁同步电机故障检测准确性方面取得了显著进展，但仍然存在一些挑战，首先，系统模块化整合问题需要被解决，故障诊断系统通常由多个子系统组成，这些子系统之间相互影响，需要开发一体化的检测系统，以实现更好的数据集成和协同工作；其次，实时故障分析是一个关键问题，传统的故障检测方法通常需要离线分析，而在某些应用中，特别是需要高可用性的领域，需要能够进行实时故障分析和响应
>。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统和方法，解决的技术问题是，系统模块化整合问题，故障诊断系统通常由多个子系统组成，这些子系统之间相互影响，需要实现更好的数据集成和协同工作；实时故障分析问题，传统的故障检测方法通常需要离线分析，而在某些应用中，特别是需要高可用性的领域，需要能够进行实时故障分析和响应
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，包括以下模块：数据采集与预处理模块
、
在线故障诊断模块
、
在线数据保存模块
、
离线数据提取模块
、
离线故障诊断模块和系统控制模块；
[0007]所述数据采集与预处理模块用于配置数据采集卡
DAQ
采集的永磁同步电机“温度”、“电流”和“转速”数据，并将此数据输入至数值控件；
[0008]所述在线故障诊断模块用于接收从所述数据采集与预处理模块中提取的全局变量数据，并根据预设条件对“电流”、“转速”和“温度”进行实时监测和故障分析的功能；
[0009]所述在线数据保存模块用于将所述在线故障诊断模块的输出结果与当前时间格式化为文本，并保存在指定路径；
[0010]所述离线数据提取模块用于从预定路径读取保存的数据文件，并将该数据用于离线分析；
[0011]所述离线故障诊断模块用于处理由所述离线数据提取模块提供的数据，执行故障诊断，并显示相关信息；
[0012]所述系统控制模块用于控制整个系统的启动
、
运行
、
分析过程和关闭的功能
。
[0013]进一步的，所述数据采集与预处理模块包括数据采集卡
DAQ
驱动，其中温度传感器
、
电流传感器和转速传感器分别与
DAQ
相连，采集的数据经过实时预处理，包括去噪
、
滤波和采样率调整，然后提取全局变量“温度”、“电流”和“转速”，并输入至数值控件，数据采集卡
DAQ
的端口号和波特率用于与系统连接
。
[0014]进一步的，所述在线故障诊断模块包括使用逻辑或元素设置的故障诊断条件结构，该结构根据预定阈值标准评估“电流”、“转速”和“温度”数值
。
[0015]进一步的，所述在线数据保存模块通过系统获取时间函数，将时间字符串与全局输出变量引出的温度数值
、
转速数值
、
电流数值格式化为文本，然后与换行符常量连接数组中的每个元素，最后进行数据保存并通过路径进行地址保存
。
[0016]进一步的，所述离线故障诊断模块首先引出三个局部变量，包括离线电流
、
离线温度和离线转速，通过索引数组函数，从多维数组中提取特定位置的元素，使用截取字符串函数，从一个字符串的偏移量
25
位置开始提取子字符串，并将该子字符串分成两条支路，具体分为：
[0017]第一条支路与扫描值函数连接，并规定字符串的格式为“％
#,3f”，然后将字符串的开始字符转换为默认数据类型，并与
0.707
相乘，得到离线电流
、
离线温度和离线转速的数值；
[0018]第二条支路的第一子支路通过逻辑或操作筛选出大于3和等于0的离线电流数值，大于
38
和小于
30
的离线温度数值，以及大于3和小于1的离线转速数值，筛选后的元素被用作判断故障类型和原因的条件结构分支选择器；
[0019]第二条支路的第二子支路作为动态数据属性版块的信号输入，同时也是条件结构函数的输入，在判断故障类型和原因的条件结构函数内，通过嵌套条件结构和迁移学习算法的结合，最终输出结果
。
[0020]本专利技术还提供一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统的检测方法，使用如上所述的基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统进行检测，按以下步骤进行：
[0021]步骤
S1
：启动数据采集与预处理模块，通过数据采集卡
DAQ
从永磁同步电机中采集操作数据；
[0022]步骤
S2
：实时传输所述操作数据至在线故障诊断模块进行实时故障分析；
[0023]步骤
S3
：在检测到潜在故障时，使用在线数据保存模块保存诊断结果和相关数据；
[0024]步骤
S4
：根据需要，激活离线数据提取模块从指定路径获取数据进行离线故障分析；
[0025]步骤
S5
：使用离线故障诊断模块对提取数据进行进一步分析，并显示故障诊断信息；
[0026]步骤
S6
：通过系统控制模块，对系统进行管理和控制，包括启动
、
分析和关闭过程
。
[0027]本专利技术还提供一种迁移学习算法，用于如上所述基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统的检测方法中的实时故障分析，该算法应用源域分类器和目标域分类器，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，其特征在于，包括以下模块：数据采集与预处理模块
、
在线故障诊断模块
、
在线数据保存模块
、
离线数据提取模块
、
离线故障诊断模块和系统控制模块；所述数据采集与预处理模块用于配置数据采集卡
DAQ
采集的永磁同步电机“温度”、“电流”和“转速”数据，并将此数据输入至数值控件；所述在线故障诊断模块用于接收从所述数据采集与预处理模块中提取的全局变量数据，并根据预设条件对“电流”、“转速”和“温度”进行实时监测和故障分析的功能；所述在线数据保存模块用于将所述在线故障诊断模块的输出结果与当前时间格式化为文本，并保存在指定路径；所述离线数据提取模块用于从预定路径读取保存的数据文件，并将该数据用于离线分析；所述离线故障诊断模块用于处理由所述离线数据提取模块提供的数据，执行故障诊断，并显示相关信息；所述系统控制模块用于控制整个系统的启动
、
运行
、
分析过程和关闭的功能
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，其特征在于，所述数据采集与预处理模块包括数据采集卡
DAQ
驱动，其中温度传感器
、
电流传感器和转速传感器分别与
DAQ
相连，采集的数据经过实时预处理，包括去噪
、
滤波和采样率调整，然后提取全局变量“温度”、“电流”和“转速”，并输入至数值控件，数据采集卡
DAQ
的端口号和波特率用于与系统连接
。3.
根据权利要求1所述的一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，其特征在于，所述在线故障诊断模块包括使用逻辑或元素设置的故障诊断条件结构，该结构根据预定阈值标准评估“电流”、“转速”和“温度”数值
。4.
根据权利要求1所述的一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，其特征在于，所述在线数据保存模块通过系统获取时间函数，将时间字符串与全局输出变量引出的温度数值
、
转速数值
、
电流数值格式化为文本，然后与换行符常量连接数组中的每个元素，最后进行数据保存并通过路径进行地址保存
。5.
根据权利要求1所述的一种基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统，其特征在于，所述离线故障诊断模块首先引出三个局部变量，包括离线电流
、
离线温度和离线转速，通过索引数组函数，从多维数组中提取特定位置的元素，使用截取字符串函数，从一个字符串的偏移量
25
位置开始提取子字符串，并将该子字符串分成两条支路，具体分为：第一条支路与扫描值函数连接，并规定字符串的格式为“％
#,3f”，然后将字符串的开始字符转换为默认数据类型，并与
0.707
相乘，得到离线电流
、
离线温度和离线转速的数值；第二条支路的第一子支路通过逻辑或操作筛选出大于3和等于0的离线电流数值，大于
38
和小于
30
的离线温度数值，以及大于3和小于1的离线转速数值，筛选后的元素被用作判断故障类型和原因的条件结构分支选择器；第二条支路的第二子支路作为动态数据属性版块的信号输入，同时也是条件结构函数的输入，在判断故障类型和原因的条件结构函数内，通过嵌套条件结构和迁移学习算法的结合，最终输出结果
。6.
一种根据权利要求1‑5任一所述的基于
LabVIEW
的永磁同步电机在线故障诊断系统
的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂淙宇，
申请(专利权)人：涂淙宇，
类型：发明
国别省市：