三级马尔科夫模型开关磁阻电机系统可靠性定量评估方法_2

文档序号:9373599阅读:来源:国知局
_5exp (-4. 27t)
[0068] +0· 0013exp (-4. 26t) -3. 08e_4exp (-4. 14t) +0· Olexp (-4. 07t)
[0069] +0· 023exp (-4. 07t) +7. 97e_4exp (-4. 04) +0· OOlexp (-2. Olt) (36)
[0070] 由可靠度函数R(t)计算出开关磁阻电机系统的平均无故障时间:
[0071]
(3?)
[0072] 从而实现了三级马尔科夫模型定量分析开关磁阻电机系统可靠性评估。
[0073] 有益效果:三级马尔科夫模型定量分析的开关磁阻电机系统可靠性评估方法不 仅有效地提高了可靠性评估精度,而且若开关磁阻电机系统能容忍三级及三级以上故障, 三级马尔科夫模型能够表征开关磁阻电机系统在三级故障下的所有可能运行状态,如果系 统的输出在允许的范围内,此时的状态可在马尔科夫模型中体现出来,最大程度地表征了 开关磁阻电机系统的容错性能;同时马尔科夫建模过程中基于状态转移的方法,以所有可 能发生的故障对开关磁阻电机系统最终影响为状态,极大程度的减少了状态数,提高了可 靠性定量评估的快速性,可靠性评估精度和速度都能满足高可靠性开关磁阻电机系统的要 求。三级马尔科夫模型计算精度最高,适用于等效故障数较多和失效判别条件相对宽松的 环境。
【附图说明】
[0074] 图1是本发明的开关磁阻电机系统三级故障下的马尔科夫状态转移图;
[0075] 图2是本发明的Al马尔科夫子模型;
[0076] 图3是本发明的A2马尔科夫子模型;
[0077] 图4是本发明的A3马尔科夫子模型;
[0078] 图5是本发明的A4马尔科夫子模型;
[0079] 图6是本发明的一台由三相12/8结构开关磁阻电机和三相双开关式功率变换器 组成的开关磁阻电机系统示意图;
[0080] 图7是本发明的开关磁阻电机系统马尔科夫可靠性模型解得的可靠度函数曲线。
【具体实施方式】
[0081] 下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述:
[0082] 依据开关磁阻电机系统一级故障发生后系统的表现形式,
[0083] 依据开关磁阻电机系统一级故障发生后系统的表现形式,将开关磁阻电机系统17 种一级故障等效为马尔科夫空间中的4个有效状态和1个失效状态。4个有效状态为电容 开路、匝间短路、缺相、下管短路存活状态,分别用Al、A2、A3、A4表示,失效状态用A5表示, 一级故障进入5种马尔科夫状态转化的转移率如表1所示。
[0084] 表1第一级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0085]
[0086]
[0087] 在一级马尔科夫状态的基础上,考虑可能发生的第二级故障,将可能发生的第二 级故障类型总结为电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故障六种情 况。Al状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故障,故 障发生后的状态总结为Bl到M共4种马尔科夫状态。Al状态第二级故障下马尔科夫模型 状态转移率如表2所示。
[0088] 表2 Al状态第二级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0089]

[0090] A2状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障 和失效故障,对应马尔科夫状态为B5到B9。A2状态第二级故障下马尔科夫模型状态转移 率如表3所示。
[0091] 表3 A2状态第二级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0092]
[0093]
[0094] A3状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障 和失效故障,等效为马尔科夫状态BlO到B13。A3状态第二级故障下马尔科夫模型状态转 移率如表4所示。
[0095] 表4 A3状态第二级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0096]
[0097] A4状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障 和失效故障,等效为马尔科夫状态B14到B18。A4状态第二级故障下马尔科夫模型状态转 移率如表5所示。
[0098] 表5 A4状态第二级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0099]
[0100] 在二级4尔科矣状态的基础上,考虑可鈕发玺的第三级故障,同样可总结为六种 故障类型电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故障情况。Bl状态下可 能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故障,故障发生后的状态 总结为Cl到C4共4种马尔科夫状态。对应转移率如表6所示。
[0101] 表6 Bl状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0102]
[0103]
[0104] B2状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故 障,故障发生后的状态总结为C5到C7共3种马尔科夫状态。对应转移率如表7所示。
[0105] 表7 B2状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0106]

[0107] B3状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故 障,故障发生后的状态总结为C8到Cll共4种马尔科夫状态。对应状态转移率如表8所示。
[0108] 表8 B3状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0109]
[0110] B5状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故 障,故障发生后的状态总结为C12到C15共4种马尔科夫状态。对应状态转移率如表9所 不。
[0111] 表9 B5状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0112]
[0113] B6状态下可能发4 6种故障:电容开4、Ε|?]短'、上会短路、下管短路、缺相故障 和失效故障,等效为马尔科夫状态C16到C19。B6状态第三级故障下马尔科夫模型状态转 移率如表10所示。
[0114] 表10 B6状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0115]
[0116] B7状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障 和失效故障,等效为马尔科夫状态C20到C23。B7状态第三级故障下马尔科夫模型状态转 移率如表11所示。
[0117] 表11 B7状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0118]
[0119] B8状态+可能i;生6种故障:电容开?各、短路、上酱短路、下·管短路、缺相故障 和失效故障,等效为马尔科夫状态C24到C28。B8状态第三级故障下马尔科夫模型状态转 移率如表12所示。
[0120] 表12 B8状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0121]

[0122] BlO状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故 障,等效为马尔科夫状态C29到C31。BlO状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率如表 13所示。
[0123] 表13 BlO状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0124]
[0125] Bll状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故 障和失效故障,等效为马尔科夫状态C32到C35。Bll状态第三级故障下马尔科夫模型状态 转移率如表14所示。
[0126] 表14 Bll状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0127]
[0128] B12状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故 障和失效故障,等效为马尔科夫状态C36到C39。B12状态第三级故障下马尔科夫模型状态 转移率如表15所示。
[0129] 表15 B12状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0130]
[0131] B14状态下可能发生5种故障:匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故障和失效故 障,等效为马尔科夫状态C40到C43。B14状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率如表 16所示。
[0132] 表16 B14状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0133]
[0134] B15状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故 障和失效故障,等效为马尔科夫状态C44到C48。B15状态第三级故障下马尔科夫模型状态 转移率如表17所示。
[0135] 表17 B15状态第三级故障下马尔科夫模型状态转移率
[0136]

[0137] B16状态下可能发生6种故障:电容开路、匝间短路、上管短路、下管短路、缺相故 障和失效
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