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龍圖騰網恭喜東南大學申請的專利一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115236506B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-23發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210665264.3，技術領域涉及：G01R31/34；該發明授權一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法是由王政;段成亮;何子玉;曹常雨設計研發完成，并于2022-06-13向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法在說明書摘要公布了：本發明提供一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法，涉及電機關鍵位置溫度監測領域。該匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法包括：基于永磁同步電機系統物理原理，得到描述定子繞組銅損與相電流變化關系的方程、描述電機鐵損與其頻率和合成反電勢變化關系的方程以及描述機械損耗與電機轉速變化關系的方程；根據正常和故障運行狀態下永磁同步電機系統物理原理，分別建立表征正常運行狀態下電機損耗的數學模型、故障運行狀態下電機額外銅損的數學模型，進一步，基于永磁同步電機系統熱傳遞物理原理，建立故障運行狀態下電機的四節點低階熱網絡模型，通過實時測量電機運行信息，在線預測匝間短路故障下的電機溫度。

本發明授權一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法在權利要求書中公布了：1.一種匝間短路故障下永磁同步電機溫度預測方法，其特征在于，包括：基于永磁同步電機系統物理原理，建立正常運行狀態下電機的損耗模型，得到描述定子繞組銅損與相電流變化關系的方程、描述電機鐵損與其頻率和合成反電勢變化關系的方程以及描述機械損耗與電機轉速變化關系的方程；將電機鐵損與機械損耗方程中的參數統一視為待定損耗參數，通過實驗采集電機正常運行下的電流與損耗數據，結合粒子群優化算法對損耗參數進行離線辨識，建立電機損耗在線計算模型；基于匝間短路故障下永磁同步電機系統物理原理，建立故障運行狀態下永磁同步電機數學模型，推導建立由短路電流產生的額外銅損模型，得到描述故障所在相銅損與其相電壓變化關系的方程；基于匝間短路故障下永磁同步電機系統熱傳遞物理原理，建立故障運行狀態下電機的四節點低階熱網絡模型，得到描述電機故障線圈、健康線圈、定子鐵芯和轉子溫度與損耗變化關系的一階暫態方程；將熱網絡模型中的熱阻、熱容及定轉子鐵損比視為待定參數，通過實驗采集電機匝間短路故障運行下的溫度與損耗數據，結合粒子群優化算法對參數進行離線辨識；實時測量故障運行狀態下電機的電流、電壓和轉速信息，在線計算得到電機損耗，實時測量室溫，通過故障下四節點熱網絡模型對電機故障線圈、健康線圈、定子鐵芯和轉子部分溫度進行在線預測；所述建立正常運行狀態下電機的損耗模型具體包括：鐵損系數影響的鐵損模型， 其中，f表示電機頻率；Bm表示最大磁通密度；將磁滯系數kh和渦流系數ke分別表示為與磁通密度相關的三次多項式，整理得到描述電機鐵損與其頻率和反電勢變化關系的模型， 其中，kh0、kh1、kh2、kh3及ke0、ke1、ke2、ke3分別表示方程的常系數；ω表示電角頻率；Vm表示電機合成反電勢，描述其與dq軸電流變化關系的方程， 其中，ψPM表示電機永磁磁鏈大小；Ld表示d軸電感；Lq表示q軸電感；所述建立電機損耗在線計算模型具體包括：忽略永磁體渦流損耗，將電機總損耗Ploss減去銅損Pcu后得到剩余損耗Psi，由電機鐵損PFe與機械損耗Pme組成： 其中，kfri表示摩擦損耗系數；kwind表示風磨損耗系數；電機摩擦損耗與轉速相關，風磨損耗與轉速的三次方相關；所述故障運行狀態下永磁同步電機數學模型具體包括：根據匝間短路故障下永磁同步電機物理原理，得到描述匝間短路故障電機電壓與電流、磁鏈變化關系的一階暫態方程： 其中，假設A相為匝間短路故障相，usf、isf、ψsf分別表示包含了短路回路的故障下電機定子相電壓、相電流和繞組磁鏈矩陣；Rsf表示故障下定子電阻矩陣；Lsf表示故障下定子電感矩陣；所述描述匝間短路故障電機電壓與電流、磁鏈變化關系的一階暫態方程具體為：isf＝[iaibiciaf]T；usf＝[uaubuc0]T 考慮電機結構的對稱性與故障相電感關系，故障下定子電感矩陣進一步為： 其中，Rs表示定子電阻；Ll表示定子繞組自漏感；Lms表示定子繞組主自感；Lδ表示凸極效應引起的磁阻電感；M1表示三相繞組間的互感；Rf表示短路電阻；μ表示短路繞組與總繞組的匝數比，稱為短路匝比；參數m由單個線圈電感大小決定，與電機結構相關；所述建立故障運行狀態下電機的四節點低階熱網絡模型具體包括：根據電機結構的對稱性，任意位置發生匝間短路故障后都可將繞組分為故障線圈與健康線圈兩部分，故障線圈是指定子繞組中存在短路回路的線圈，健康線圈是指其余不存在短路故障的線圈，建立匝間短路故障下電機四節點熱網絡模型的狀態空間表達式： 其中，Tf表示故障下電機溫度狀態矢量；uf表示輸入矢量；Af表示系統矩陣；Bf表示輸入矩陣；所述匝間短路故障下電機四節點熱網絡模型的狀態空間表達式中各變量具體形式為： Tf＝[TsTwhTrTwf]Tuf＝[PsPwhPrPwfTe]T 其中，Ts、Tr、Twh、Twf、Te分別表示定子鐵芯、轉子、健康線圈、故障線圈溫度和室溫；Ps、Pr、Pwh、Pwf分別表示定子鐵芯、轉子、健康線圈和故障線圈損耗；Cs、Cr、Cwh、Cwf分別表示定子鐵芯、轉子、健康線圈和故障線圈熱容；Rswh、Rswf、Rse分別表示電機定子鐵芯與健康線圈、故障線圈和室溫的連接熱阻；Rsr、Rre分別表示電機轉子與定子鐵芯、室溫的連接熱阻；所述匝間短路故障下電機四節點熱網絡模型的輸入變量計算如下： 其中，krs表示定子鐵損占電機總鐵損的比例；Pcu_M表示健康的第M相繞組銅損；Pcu_ah表示故障相中健康線圈銅損；Pcu_af表示故障相中故障線圈的銅損，基于故障相電壓的計算方程如下： 其中，n1表示單相繞組包含的線圈個數；Rsh表示健康線圈溫度下的定子電阻值；Rsf表示故障線圈溫度下的定子電阻值，計算方程如下：Rsh＝Rs0[1+αTwh-T0]Rsf＝Rs0[1+αTwf-T0]其中，T0表示基礎溫度值；Rs0表示溫度為T0時的定子電阻值；α0表示銅電阻溫度系數。

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