本公開一般涉及電驅(qū)動器系統(tǒng)，即包括電機(jī)和電驅(qū)動器的系統(tǒng)。具體地，它涉及一種用于在電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望的狀態(tài)的方法和控制器。

背景技術(shù)：

在電驅(qū)動器中的狀態(tài)監(jiān)測通常是通過外部設(shè)備，即硬件模塊獲得的。這些設(shè)備與變頻器一起被安裝在工廠中，用它們自己的傳感器和軟件算法執(zhí)行安裝分析。

在一些情況下，工廠系統(tǒng)被連接到重要數(shù)據(jù)被收集用于例如進(jìn)一步后處理和趨勢化的存儲裝置。這些操作通常非實(shí)時并且以被動方式在一個單獨(dú)的計算機(jī)上離線分析，通過利用數(shù)據(jù)的時間或頻率或時頻分析來執(zhí)行。

WO2011114006A1公開了一種用于電和機(jī)械驅(qū)動的狀態(tài)監(jiān)測方法。在電驅(qū)動器的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中，至少從一個電驅(qū)動器收集測量數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)被預(yù)處理，并且從經(jīng)預(yù)處理的測量數(shù)據(jù)使用快速傅立葉變換建立頻譜，檢測到的振動頻率和振幅從頻譜被記錄。檢測到的振動頻率和振幅與在時間上連續(xù)的所述至少一個檢測到的振動頻率和振幅進(jìn)行比較。在比較中，在振動頻率和振幅中的有害變化被定義，并且有害的變化被表示出。

與基于實(shí)時的監(jiān)測系統(tǒng)相比，離線狀態(tài)監(jiān)測的做法不允許對不期望的狀態(tài)的快速響應(yīng)。這是由于處理數(shù)據(jù)所需要的時間量，以及在數(shù)據(jù)采集過程中所涉及的周期性。

US6507789公開了齒輪傳動監(jiān)測方法。該方法包括對于多個不同齒輪嚙合頻率中的每個，通過在一定時間段內(nèi)獲得齒輪傳動狀態(tài)的良好操作狀態(tài)信號指示形成良好的工作狀態(tài)基線矩陣，和將所獲得的良好工作狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為良好工作狀態(tài)時頻譜；然后在一定時間段內(nèi)獲得齒輪嚙合頻率和測試信號，將所得到的測試信號轉(zhuǎn)換為測試時頻譜，并使用齒輪嚙合頻率和良好工作狀態(tài)的基線矩陣來檢查測試時頻譜以監(jiān)測齒輪傳動狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是解決或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的問題。

因此，根據(jù)本公開內(nèi)容的第一方面，提供了一種用于在電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望的狀態(tài)的方法，所述電驅(qū)動器系統(tǒng)包括電機(jī)和電驅(qū)動器，其中該方法包括：

a)獲得關(guān)于所述電驅(qū)動器系統(tǒng)的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號，

b)獲得所測量信號的頻譜，其頻譜含有測量的頻率分量，

c)確定測量的頻率分量是否處于距趨勢線的預(yù)定距離之內(nèi)，所述趨勢線與在特定的不期望狀態(tài)過程中存在的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的僅一個特定頻率分量相關(guān)聯(lián)，

d)在測量的頻率分量處于距離所述趨勢線預(yù)定距離內(nèi)的狀態(tài)下，增加與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，

e)重復(fù)步驟a)至d)，其中如果計數(shù)器在步驟a)至d)預(yù)定的迭代次數(shù)內(nèi)達(dá)到預(yù)定數(shù)目，

f)基于所述計數(shù)器達(dá)到預(yù)定數(shù)目確定該電驅(qū)動器系統(tǒng)經(jīng)受與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的不期望狀態(tài)。

該方法提供在線監(jiān)測能力，產(chǎn)生對不期望狀態(tài)的快速反應(yīng)，導(dǎo)致安裝的上方維護(hù)的潛在降低。該方法可以進(jìn)一步潛在地用作主動維護(hù)的工具。

使用不期望的狀態(tài)是指故障狀態(tài)，即失效，或潛在地在時間上可能會導(dǎo)致故障狀態(tài)的狀態(tài)。

一個實(shí)施例包括使用在步驟c)中利用馬氏(Mahalanobis)距離來確定測量的頻率分量和趨勢線之間的距離，以確定測量的頻率分量是否位于距離趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)。如果測得的頻率分量位于或接近趨勢線，歐氏(Euclidean)距離可以為趨勢線上和那些遠(yuǎn)離它的點(diǎn)產(chǎn)生相同的距離，因?yàn)樗褂泌厔菥€的平均值被計算，而不考慮趨勢線本身的距離。馬氏距離是歐氏距離的增強(qiáng)形式。根據(jù)用于各種不期望狀態(tài)的頻率分量特性的現(xiàn)有知識，它使用了協(xié)方差矩陣來包括用于某一不期望狀態(tài)的多個點(diǎn)的趨勢。作為其坐標(biāo)，每個點(diǎn)具有測量信號的測量頻率和相關(guān)聯(lián)的頻率分量，即諧波。協(xié)方差矩陣推廣方差至多個維度的概念；在目前的情況下至兩個維度。在兩維空間內(nèi)趨勢線的點(diǎn)組的變化不能由單一的數(shù)字完全分類；2×2矩陣是必要的以充分表征二維變化。

根據(jù)一個實(shí)施例，頻譜是通過傅立葉變換獲得的。

根據(jù)一個實(shí)施例，頻譜是通過快速傅里葉變換獲得的。

根據(jù)一個實(shí)施例，頻譜是通過稀疏快速傅立葉變換獲得的。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，通常用于電驅(qū)動器系統(tǒng)的不期望狀態(tài)檢測的可測量信號包含相對較少的頻率分量，并且因此稀疏頻率變換可以被用于頻譜分析。稀疏信號被定義為具有離散傅立葉變換(DFT)的信號，其中大部分的傅立葉系數(shù)具有接近或等于零的值。因此這樣的信號的頻譜將包含少量的峰值。稀疏頻率變換適于稀疏信號，因?yàn)樗惶峁臅r域到頻域中的特定范圍內(nèi)的潛在的每一個頻率的映射；稀疏頻率變換能夠從時域映射函數(shù)到頻域中的一些頻率而不是所有頻率。稀疏快速傅立葉變換(SFFT)具有比常規(guī)的FFT更好的計算要求；特別是它減少計算數(shù)量至O(Logn*sqrt(nk*logn))的量級，其中，n是在采樣時間窗內(nèi)的樣本數(shù)，k是信號的稀疏性，其意味著在其頻譜中非零頻率的數(shù)量。相反，常規(guī)的FFT具有n*log(n)的量級。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，SFFT足以作出與不期望狀態(tài)有關(guān)的決定，特別是如果與馬氏距離相結(jié)合。

在頻率變換，例如SFFT的快速傅立葉變換(FFT)家族中，馬氏距離和頻率變換以協(xié)同方式作用，如將在下面進(jìn)行說明的。在FFT家族中頻率變換的頻率分辨率Δf等于時間窗口的持續(xù)時間T_w的倒數(shù)，即Δf＝1/T_w。因此，時間窗口越小，F(xiàn)FT的頻率分辨率越糟糕。時間窗口的可能大小取決于執(zhí)行該方法的控制器的可用存儲器的大小。因此，如果只有較小的可用內(nèi)存量，這是常見的，頻率分辨率將是粗糙的。粗的頻率分辨率將導(dǎo)致不精確的測量的頻率分量確定，而這又被用于確定它是否屬于特定的趨勢線，并且從而確定是否存在不期望的狀態(tài)。即使測量的頻率分量與實(shí)際存在的頻率分量不同，馬氏距離將創(chuàng)建趨勢線兩側(cè)上的上閾值和下閾值-“氣泡”，其中該氣泡內(nèi)的任何測量的頻率分量將被確定為屬于足夠接近趨勢線。因此，由于FFT的頻率分辨率，測量的頻率分量的頻率的不確定性可以被校正或者利用用于所測量的頻率分量的馬氏距離至少被更確定得到。

根據(jù)一個實(shí)施例，趨勢線是基于用于多個電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的操作頻率的理論模擬或?qū)嶒?yàn)測得的特定頻率分量創(chuàng)建的線性回歸趨勢線。若干不期望狀態(tài)的頻譜被很好地建立，并在不期望狀態(tài)的過程中已經(jīng)由用于各種電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的理論建?；?qū)嶒?yàn)測量得到。

根據(jù)一個實(shí)施例，步驟c)包括確定測量的頻率分量是否在距離多條趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)，在特定的不期望狀態(tài)過程中，每條趨勢線與存在的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的相應(yīng)特定頻率分量相關(guān)聯(lián)，其中，如果測量的頻率分量在距離趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)，在步驟d)中相應(yīng)的趨勢線的計數(shù)器被增加。

根據(jù)一個實(shí)施例，如果在頻譜中存在若干測量的頻率分量，對每個測量的頻率分量執(zhí)行步驟a)至f)，從而確定不期望狀態(tài)。

根據(jù)本公開的第二方面，提供一種用于在電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望狀態(tài)的計算機(jī)程序，所述電驅(qū)動器系統(tǒng)包括電機(jī)和電驅(qū)動器，其中所述計算機(jī)程序包括計算機(jī)代碼，當(dāng)在控制器的處理單元上運(yùn)行時，其使控制器：

a)獲得關(guān)于所述電驅(qū)動器系統(tǒng)的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號，

b)獲得所測量信號的頻譜，其頻譜含有測量的頻率分量，

c)確定測量的頻率分量是否處于距趨勢線的預(yù)定距離之內(nèi)，所述趨勢線與在特定的不期望狀態(tài)過程中存在的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的僅一個特定頻率分量相關(guān)聯(lián)，

d)在測量的頻率分量處于距離所述趨勢線預(yù)定距離內(nèi)的狀態(tài)下，增加與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，

e)重復(fù)a)至d)，其中如果計數(shù)器在a)至d)預(yù)定的迭代次數(shù)內(nèi)達(dá)到預(yù)定數(shù)目，

f)基于所述計數(shù)器達(dá)到預(yù)定數(shù)目確定該電驅(qū)動器系統(tǒng)經(jīng)受與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的不期望狀態(tài)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的第三個方面，提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括根據(jù)第二方面的計算機(jī)程序，和在其上存儲計算機(jī)程序的存儲單元。

根據(jù)本公開內(nèi)容的第四方面，提供了一種控制器，其被配置為在包括電機(jī)和電驅(qū)動器的電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望的狀態(tài)，其中，控制器包括：處理單元，含有計算機(jī)代碼的存儲單元，其中，當(dāng)在處理單元上運(yùn)行時，計算機(jī)代碼使控制器：a)獲得關(guān)于所述電驅(qū)動器系統(tǒng)的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號，b)獲得所測量信號的頻譜，其頻譜含有測量的頻率分量，c)確定測量的頻率分量是否處于距趨勢線的預(yù)定距離之內(nèi)，所述趨勢線與在特定的不期望狀態(tài)過程中存在的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的僅一個特定頻率分量相關(guān)聯(lián)，d)在測量的頻率分量處于距離所述趨勢線預(yù)定距離內(nèi)的狀態(tài)下，增加與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，e)重復(fù)a)至d)，其中如果計數(shù)器在a)至d)預(yù)定的迭代次數(shù)內(nèi)達(dá)到預(yù)定數(shù)目，f)基于所述計數(shù)器達(dá)到預(yù)定數(shù)目確定該電驅(qū)動器系統(tǒng)經(jīng)受與所述趨勢線相關(guān)聯(lián)的不期望狀態(tài)。

根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成利用馬氏距離來確定頻率分量和趨勢線之間的距離，以確定測量的頻率分量是否處于距離所述趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)。

根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成通過快速傅立葉變換獲得頻譜。

根據(jù)一個實(shí)施例，控制器被配置成通過稀疏快速傅立葉變換獲得頻譜。

根據(jù)一個實(shí)施例，趨勢線是基于多個電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的工作頻率的理論模擬或?qū)嶒?yàn)測得的特定頻率分量創(chuàng)建的線性回歸趨勢線。

通常，除非本文另有明確定義，權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語將根據(jù)它們在技術(shù)領(lǐng)域中的普通含義來解釋。除非明確地另有說明，所有參考“一/一個/元件、裝置、部件、方式等都被開放地解釋為指的是元件、裝置、部件、方式等的至少一個實(shí)例。

附圖說明

本發(fā)明構(gòu)思的具體實(shí)施例現(xiàn)在將通過舉例的方式，參照附圖被描述，其中：

圖1是控制器的示意性框圖，其被配置用于確定在包括電機(jī)和電驅(qū)動器的電驅(qū)動器系統(tǒng)中的不期望狀態(tài)；

圖2是電驅(qū)動器系統(tǒng)的概略框圖；

圖3是描繪了本公開內(nèi)容的各方面的一般流程圖；

圖4是流程圖，其示出了確定在包括電機(jī)和電驅(qū)動器的電驅(qū)動器系統(tǒng)中的不期望狀態(tài)的方法。

圖5顯示了趨勢線的例子；和

圖6a和6b示出了在電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望狀態(tài)的一個例子。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的概念現(xiàn)在將參照示出示例性實(shí)施例的附圖，在下文中更充分地描述。但是，本發(fā)明的概念可以體現(xiàn)為許多不同的形式并不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的實(shí)施例；更確切地說，這些實(shí)施例通過示例的方式被提供，使得本公開將是徹底的和完整的，并且將充分地傳達(dá)本發(fā)明的概念范圍給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在整個說明書中，相同的數(shù)字指代相同的元件。

本公開內(nèi)容涉及一種用于在包括電機(jī)和電驅(qū)動器的電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望狀態(tài)的方法。所述電機(jī)可以是發(fā)電機(jī)或電動機(jī)。電驅(qū)動器例如可以是頻率轉(zhuǎn)換器。根據(jù)一個具體實(shí)施例，電機(jī)是風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，并且電驅(qū)動器是設(shè)置在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的頻率轉(zhuǎn)換器，其被配置成控制風(fēng)力渦輪機(jī)的功率輸出。然而，應(yīng)該注意，本方法可以在任何電驅(qū)動器系統(tǒng)中使用，而不是只用于風(fēng)力渦輪機(jī)。

該方法可以由控制器來執(zhí)行，例如電驅(qū)動器控制器，即在本地控制電驅(qū)動器的控制器。這種電驅(qū)動器控制器通常被布置在電驅(qū)動器的電驅(qū)動器柜中。該方法也可以由更高級別的控制器來執(zhí)行，例如通用或管理控制器，其被布置在不同于電驅(qū)動器的另一個位置。

該方法是基于接收電驅(qū)動器系統(tǒng)的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號，并且確定其諧波含量以及基于諧波含量確定不期望的狀態(tài)。具有電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)在本文中是指任一純電參數(shù)例如電流，純機(jī)械參數(shù)是指諸如轉(zhuǎn)子的機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度，或機(jī)電參數(shù)。

測得信號的頻率含量被確定并且基于該頻率含量，即頻率分量，并通過特定頻率分量的以前知識或?qū)μ囟ü收洗嬖诘奶卣黝l譜(signature spectra)，不期望的狀態(tài)可以被確定。這是通過確定測量的頻率分量到趨勢線例如線性回歸趨勢線的距離特別確定的，優(yōu)選通過馬氏距離測量到趨勢線的距離。如果測得的頻率分量處于到趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)，則確定為屬于所討論的趨勢線。這個過程可以重復(fù)用于多個相同的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的后續(xù)測量。每一次測量的頻率分量被確定為屬于趨勢線，即處于到趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)，與所討論的趨勢線相關(guān)的計數(shù)器被增加。如果該計數(shù)器在預(yù)定的嘗試次數(shù)內(nèi)達(dá)到預(yù)定數(shù)目，可確定測得的頻率分量確實(shí)存在于所測量的信號頻譜中。診斷的可靠性由此可以被改善。

該方法將進(jìn)行參照圖1到6b更詳細(xì)地說明。

圖1示出了控制器1的框圖，其被配置為在包括電機(jī)和電驅(qū)動器的電驅(qū)動器系統(tǒng)中確定不期望的狀態(tài)?？刂破?包括被配置成接收電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號的通信單元3，包括計算機(jī)代碼的存儲單元7，和處理單元5。控制器1被配置成當(dāng)存儲在存儲單元7中的計算機(jī)代碼在處理單元5上運(yùn)行時，執(zhí)行將在下面更詳細(xì)地描述的方法。

圖2示出了包括電驅(qū)動器11和電機(jī)13的電驅(qū)動器系統(tǒng)9的框圖。電驅(qū)動器11被電連接到電機(jī)13，并構(gòu)造成控制在電驅(qū)動器系統(tǒng)9中的功率流。電驅(qū)動器11可以由本地電驅(qū)動器控制器15控制。電驅(qū)動器系統(tǒng)9可以可選地還包括通用的或管理的控制器17，其被設(shè)置以提供電驅(qū)動器控制器15的監(jiān)控，例如在電驅(qū)動器系統(tǒng)9形成包括多個電驅(qū)動器系統(tǒng)9的較大電力系統(tǒng)的一部分的情況下。在圖1中的控制器可以是電驅(qū)動器控制器15或通用或管理控制器17。

電驅(qū)動器系統(tǒng)9包括多個傳感器，例如在電驅(qū)動器11內(nèi)的電流和/或電壓傳感器和用于測量電機(jī)13的機(jī)械速度或電速度的速度傳感器。因此，這些傳感器被布置以測量電驅(qū)動器系統(tǒng)9的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)。這些測得的信號構(gòu)成用于確定在電驅(qū)動器系統(tǒng)9中是否存在不期望的狀態(tài)，即執(zhí)行電驅(qū)動器系統(tǒng)9的監(jiān)視和診斷的基礎(chǔ)。

在圖3中，示出了描述根據(jù)本概念的診斷方法的一般方案或流程圖。首先，測量信號的頻率分析被執(zhí)行，如通過框19所示。頻率分析構(gòu)成決策的基礎(chǔ)，也就是說，以確定不期望的狀態(tài)是否存在，并且還確定不期望狀態(tài)的類型，如通過框21所示。在框19和21中執(zhí)行的過程是本發(fā)明的主題，并將在下文中詳細(xì)進(jìn)行說明。在框21中獲得的判定被用于由電驅(qū)動器控制器15執(zhí)行類似補(bǔ)償?shù)膭幼?，即?zhí)行與不期望狀態(tài)有關(guān)的減輕動作，如由框23象征性地所示。如果已經(jīng)做出不期望狀態(tài)的判定，合適的補(bǔ)償在EP2754889A1中被描述，并將不再在本文中進(jìn)一步論述。

參考圖4，確定不期望的狀態(tài)是否存在于電驅(qū)動器系統(tǒng)9中的方法現(xiàn)在將被描述。

在步驟a)中，有關(guān)電驅(qū)動器系統(tǒng)9的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號由處理單元5獲得。

在步驟b)中，測得信號的頻譜由處理單元5獲得。所述頻譜包含測量的頻率分量。

在步驟b)中的頻譜可以例如通過傅立葉變換，優(yōu)選FFT的方式來確定。FFT的合適示例是SFFT，其是FFT的簡化形式。頻率變換的其他例子有FFTW、AAFFT和Wavelets。自適應(yīng)濾波，如自適應(yīng)陷波濾波也可以用來確定頻譜。

在步驟c)中，由處理單元5確定測量的頻率分量是否在到趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)。趨勢線與在特定的不期望狀態(tài)的過程中存在的電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的僅一個特定頻率分量相關(guān)聯(lián)。趨勢線可以是線性回歸趨勢線。如果在頻譜中存在幾個測量的頻率分量，每個測量的頻率分量均被測試是否屬于趨勢線。

趨勢線T2、T5、T6和T9的例子在圖5中被示出。每條趨勢線與電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的頻率的特定諧波相關(guān)聯(lián)。根據(jù)這個例子，趨勢線T2與第二諧波相關(guān)聯(lián)，趨勢線T5與第五諧波相關(guān)聯(lián)，趨勢線T6與第六諧波相關(guān)聯(lián)，并且趨勢線T9與電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)的測量信號的第九諧波相關(guān)聯(lián)。x軸是基頻，即所測量信號的實(shí)際時域頻率并且y軸為用于特定諧波的對應(yīng)頻率分量，而每條趨勢線基于多個基頻和特定諧波的對應(yīng)頻率分量創(chuàng)建。因此，對于在步驟b)獲得的測量的頻率分量，到該趨勢線的距離因此在步驟c)中確定。

根據(jù)一個變型，步驟c)可以包括使用馬氏距離來確定測得的頻率分量和趨勢線之間的距離，以確定測量的頻率分量是否處于到趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)。所確定的距離特別是在趨勢線和平面上的點(diǎn)之間，其作為一個坐標(biāo)具有測量的頻率分量的值，并作為其他坐標(biāo)具有測量信號的實(shí)際時域頻率。馬氏距離d^mah由下方的等式(1)定義。

$d^{mah}(P,Q)=\sqrt{(P_i-\mathrm{\μ}\left(Q\right)C^{-1}\left(Q\right){(P_i-\mathrm{\μ}(Q\left)\right)}^T},---\left(1\right)$

其中，P是R²中的矢量，即二維歐氏空間，并且矢量P對應(yīng)于被測信號的時域頻率和所測量的頻率分量的頻率值的坐標(biāo)。Q為具有兩列的矩陣，即坐標(biāo)，并且行數(shù)等于點(diǎn)數(shù)，即時域頻率值和已知不期望狀態(tài)對應(yīng)的頻率分量值的理論或?qū)嶒?yàn)確定對，其需要描述特定諧波，而μ(Q)是矢量Q的平均值。C^-1是用于二維空間中分散的點(diǎn)的2×2協(xié)方差矩陣C的倒數(shù)，從中產(chǎn)生特定諧波的趨勢線。協(xié)方差矩陣C可以通過下式(2)來確定。

$C=\frac{1}{n-1}{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{(Q_i-\mathrm{\μ}(\[Q\]\left)\right)}^T\·(Q_i-\mathrm{\μ}(\[Q\]\left)\right)---\left(2\right)$

協(xié)方差矩陣C可基于傅立葉變換的頻率分辨率和存在于測量信號中的噪聲量來選擇。這確定到趨勢線的預(yù)定距離，即圍繞趨勢線的氣泡的尺寸。

在步驟d)中，如果測得的頻率分量處于到趨勢線的預(yù)定距離內(nèi)，與趨勢線相關(guān)的計數(shù)器增加。

在步驟e)中，步驟a)至d)被重復(fù)，其中如果計數(shù)器達(dá)到步驟a)至d)預(yù)定的迭代次數(shù)內(nèi)的預(yù)定數(shù)目，則確定測量的頻率分量確實(shí)被包括在所述頻譜中。從而可以在步驟e)中確定電驅(qū)動器系統(tǒng)經(jīng)受與趨勢線相關(guān)的不期望狀態(tài)。

當(dāng)然，頻譜可以包含多個測量的頻率分量，在這種情況下，上述步驟a)到e)對每個測量的頻率分量被執(zhí)行，以確定它們是否確實(shí)存在于頻譜中并與公知的不期望狀態(tài)相關(guān)。步驟e)可以因此以單個或者多個已驗(yàn)證的測量的頻率分量為基礎(chǔ)，典型地取決于不期望狀態(tài)的類型。為此，控制器1被配置為對多個頻率分量執(zhí)行步驟a)至e)，并基于所有頻率分量和它們與各自的趨勢線的關(guān)聯(lián)確定不期望的狀態(tài)。

在風(fēng)力渦輪機(jī)中不期望的狀態(tài)的實(shí)例是風(fēng)切變、塔陰影和風(fēng)力渦輪機(jī)塔架前后振蕩，其每一個可以由速度傳感器來檢測出。在這些實(shí)施例中，電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)是電機(jī)的機(jī)械速度。風(fēng)切變，例如在三個基頻，即機(jī)械轉(zhuǎn)速的頻率的多個中提供了測量的頻率分量。因?yàn)椴黄谕麪顟B(tài)的頻譜特征是公知的，這些將不會在本文中描述。

根據(jù)一個變型，控制器可包括FPGA，其中FPGA可被配置成執(zhí)行SFFT，而步驟c)的馬氏距離計算可以由處理單元5例如微處理器來執(zhí)行，其與SFFT并行。

說明該方法的示例現(xiàn)在將參照圖6a和6b更加詳細(xì)地描述。根據(jù)本實(shí)施例，電驅(qū)動器系統(tǒng)形成風(fēng)力渦輪機(jī)的一部分，并且電機(jī)13、風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)的機(jī)械速度ω_m由傳感器測得，以由此得到所測量信號。電參數(shù)或機(jī)械參數(shù)因此是機(jī)械速度ω_m。根據(jù)實(shí)施例，SFFT被用于確定所測量信號的頻譜。根據(jù)本實(shí)施例的機(jī)械速度ω_m為15Hz。第三諧波因此是45Hz。根據(jù)實(shí)施例，采樣時間窗口T_w為0.1秒，這導(dǎo)致SFFT的頻率分辨率Δf等于采樣時間窗口T_w的倒數(shù)，即10Hz。這被示于圖6a中；由于相對較差的頻率分辨率，在45Hz處沒有尖銳的峰值。在示例頻譜中，存在接近45Hz的兩個頻率F₁和F₂，兩個例如都高于預(yù)定值，從而提供存在的相應(yīng)頻率的指示。這兩個確定的頻率F₁、F₂可以預(yù)先被看作是兩個頻率分量并位于頻譜的40Hz和50Hz。

在圖6b中，可以看出，位于40Hz和50Hz的這兩個頻率處于到機(jī)械速度ω_m的頻率的第三諧波的趨勢線T₃的預(yù)定距離內(nèi)，如通過氣泡B所示。因此可以得出結(jié)論，兩個頻率形成單個測量的頻率分量。在這種情況下，計數(shù)器可以被增加。根據(jù)該方法，所測量信號的后續(xù)樣本也可以以相同的方式進(jìn)行分析，并且如果計數(shù)器在預(yù)定的嘗試次數(shù)內(nèi)達(dá)到預(yù)定數(shù)目時，可以判斷該頻率分量在40Hz和50Hz的確是一個頻率分量，即機(jī)械速度頻率的第三諧波。以這種方式，可以得出與不期望狀態(tài)有關(guān)的結(jié)論，特別是如果所測量信號的頻譜的其它頻率分量以相同的方式被分析時。例如，在目前的情況下，第三諧波的存在可以給出不期望狀態(tài)塔陰影存在的指示。

上文已經(jīng)參照幾個實(shí)施例主要描述了本發(fā)明的概念。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解的，除上面公開之外的其它實(shí)施例同樣可能在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明概念的范圍之內(nèi)。