CN114104305A - 用于电驱动***的在线和离线局部放电检测 - Google Patents
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Abstract
本公开的方面针对用于实时检测与基于宽带隙半导体的电驱动***相关联的局部放电（PD）的***和方法。在一个方面中，使用感测装置来检测信号，所述信号包括与驱动器开关相关联的噪声和其它背景噪声。信号由实时频谱分析仪接收。频谱分析仪将信号变换到频域中，并且确定或登记信号的频域分布。该频谱分析仪基于信号内包括的至少一个其它信号与开关噪声的频域分布来执行所述至少一个其它信号与所述开关噪声之间的信号区分。基于区分分析，可以检测局部放电信号的存在。基于物理学的信号区分方式也可以用于信号区分，例如利用PD信号的特性的压力依赖性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年8月31日提交的美国临时专利申请序列号63/072615的权益，其通过引用全部并入本文。
技术领域
本主题一般涉及用于检测与电驱动***相关联的局部放电的***和方法。
背景技术
电驱动***（例如在飞行器电力和混合电力推进***中发现的那些电驱动***）可以采用各种功率电子器件来控制和/或转换电功率。例如，功率电子器件可以包括宽带隙电子器件，例如宽带隙半导体。这种基于功率电子器件的电驱动***除了别的益处以外还可以提供动态速度控制和更高的能量效率。然而，存在与这种电驱动***相关联的某些挑战。
例如，重复的快速开关脉冲或所谓的脉宽调制（PWM）波形包含对电驱动***的电绝缘***施加重大挑战的高频内容。例如，PWM电压频谱与用于检测局部放电（PD）的频带重叠，这通常使得难以一致地检测PD。对于功率电子器件，PD的存在可导致绝缘材料和其它不具有PD电阻（resistance）的封装材料的严重退化。因此，PWM馈送电机可能遭受由于PD和电介质过热而导致的过早绝缘失效。用于飞行器的电驱动***的组件在例如大于38000 ft的高海拔（altitude）处特别容易受到PD退化的影响。
传统的PD监测设备和分析仪不能以令人满意的方式检测PD信号，尤其是偶发的PD信号。例如，传统的***通常在时域空间中分析信号，并利用与电压信号触发同步的高频过滤器。这样的方式对于在PWM下的PD检测既不可靠通常也不足够敏感。应用这样的过滤器可能导致PD信号的低频带丢失或强衰减。此外，PD信号可能与同步的电压信号不相关。在这点上，来自噪声的PD信号的时域识别可能是困难的。因此，检测到的PD信号有时不完全代表实际的PD信号，并且因此，可以报告不正确的PD起始电压，特别是对于高海拔/低压应用。
因此，解决上述挑战中的一个或多个挑战的***和方法将是有用的。
发明内容
本发明提供一组技术方案，如下。
技术方案1. 一种***，包括：
电驱动***，所述电驱动***具有电机以及与所述电机电耦合的电驱动器；
感测装置，所述感测装置可操作以感测与所述电驱动***相关联的信号，所述信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号；
计算***，所述计算***具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成：
接收来自所述感测装置的所述信号；
将所述信号变换到频域中；
使用变换到所述频域中的所述信号来确定对于信号的频域分布；以及
通过至少部分地基于所述开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分包括在所述信号内的所述至少一个其它信号和所述开关噪声信号来确定在所述信号内是否存在局部放电信号。
技术方案2. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号的所述频域分布和所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
技术方案3. 如任意前述技术方案所述的***，其中，与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征包括均值、方差、偏斜度和峰度中的至少一个。
技术方案4. 如任意前述技术方案所述的***，其中，在区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号以确定所述局部放电信号是否存在于所述信号内中，所述一个或多个处理器被配置成：
使用与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征并且使用与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征来对所述信号进行分类，以及
其中所述信号中的至少一个信号被分类为开关噪声信号，并且所述信号中的一个信号被分类为局部放电信号。
技术方案5. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号相关联的信号出现率和所述至少一个其它信号的所述频域分布来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
技术方案6. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器通过对所述信号应用快速傅里叶变换来将所述信号变换到所述频域中。
技术方案7. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器还被配置成：
在时间段内保持所述频域中的所述信号的最大响应，以及
其中至少部分地基于在所述时间段内保持的所述信号的所述最大响应来确定所述至少一个其它信号的所述频域分布和所述开关噪声信号的所述频域分布。
技术方案8. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述时间段是预先选择的，以便允许所述频域中的所述信号的所述最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
技术方案9. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述感测装置使用奈奎斯特采样规则对所述信号进行采样，在所述奈奎斯特采样规则中，以感兴趣的最高信号频率的至少两倍的速率对所述信号进行采样。
技术方案10. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述电机与负载机器操作地耦合，并且其中，所述负载机器是飞行器的推进器。
技术方案11. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述信号是当所述电驱动***处于第一海拔范围内时感测的第一信号，并且其中所述一个或多个处理器进一步配置成：
从所述感测装置接收第二信号，当所述电驱动***处于不同于所述第一海拔范围的第二海拔范围内时感测所述第二信号，所述第二信号包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；
将所述第二信号变换到所述频域中；
使用变换到所述频域中的所述第二信号来确定所述第二信号的频域分布；以及
通过至少部分地基于所述第二开关噪声信号的所述频域分布和所述第二信号内包括的至少一个其它信号的所述频域分布区分所述第二开关噪声信号和所述第二信号内包括的所述至少一个其它信号来确定所述第二信号内是否存在第二局部放电信号。
技术方案12. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器进一步配置成：
在频域频谱中重叠所述第一信号的所述频域分布和所述第二信号的所述频域分布；
在所述频域频谱中将所述第二信号的所述频域分布与重叠的所述第一信号的所述频域分布进行比较；和
基于所述比较，确定是否所述局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
技术方案13. 如任意前述技术方案所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述第一信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征以及与所述第二信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否所述局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
技术方案14. 一种方法，包括：
由实时频谱分析仪的一个或多个处理器从感测装置接收与电驱动***相关联的信号，所述电驱动***具有电机和与其电耦合的电驱动器，所述信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号；
由所述一个或多个处理器将所述信号变换到频域中；
由所述一个或多个处理器使用变换到所述频域中的所述信号来确定用于所述信号的频域分布；以及
通过至少部分地基于所述开关噪声信号的所述频域分布和包括在所述信号内的至少一个其它信号的所述频域分布区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号来由所述一个或多个处理器确定局部放电信号是否包括在所述信号内。
技术方案15. 如任意前述技术方案所述的方法，其中，所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述开关噪声信号的所述频域分布和所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
技术方案16. 如任意前述技术方案所述的方法，其中，与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征包括均值，方差，偏斜度和峰度中的至少一个。
技术方案17. 如任意前述技术方案所述的方法，其中，区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号以确定所述局部放电信号是否包括在所述信号内包括：
通过所述一个或多个处理器使用与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征来对所述信号进行分类，以及
其中所述信号中的至少一个信号被分类为所述开关噪声信号，并且所述信号中的一个信号被分类为所述局部放电信号。
技术方案18. 如任意前述技术方案所述的方法，其中，所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述开关噪声信号相关联的信号出现率和所述至少一个其它信号的所述频域分布来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
技术方案19. 如任意前述技术方案所述的方法，进一步包括：
通过所述一个或多个处理器在时间段内保持所述频域中的所述信号的最大响应，以及
其中至少部分地基于在所述时间段内保持的所述信号的所述最大响应来确定所述至少一个其它信号的所述频域分布和所述开关噪声信号的所述频域分布，并且其中预先选择所述时间段，以便允许所述频域中的所述信号的所述最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
技术方案20. 一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：
接收在第一海拔处检测到的第一信号，所述第一信号指示局部放电的存在并且包括由电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号，所述电驱动***具有与电机电耦合的电驱动器；
接收在不同于所述第一海拔的第二海拔处检测到的第二信号，所述第二信号指示局部放电的存在并且包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及
至少部分地基于与所述第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与所述第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否存在局部放电。
附图说明
在参照附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，其中：
图1提供根据本公开的示例实施例的飞行器的示意性俯视平面图；
图2提供根据本公开的一个示例实施例的包括电驱动***和数据采集***的示例***的示意性框图；
图3提供描绘根据本公开的示例方面的变换到频域中的各种信号的信号功率的图表；
图4提供在图2的数据采集***的显示装置上显示的实时谱图；
图5提供描绘根据本公开的示例方面的变换到频域中的在不同海拔处捕获的各种信号的信号功率的图表；
图6提供根据本公开的示范方面的用于检测局部放电信号的方法的流程图；
图7提供根据本公开的另一示范方面的检测局部放电信号的方法的流程图；
图8提供根据本公开的另外的示范方面的用于检测局部放电信号的方法的流程图；和
图9是可用于实现本公开的方面的示例计算***的框图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的本实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母指定来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的指定已经用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个组件与另一个组件区分开，并且不旨在表示个体组件的位置或重要性。
本发明的方面针对用于检测与基于功率电子器件的电驱动***（例如用于飞行器的推进***的基于功率电子器件的电驱动***）相关联的局部放电的***和方法。在一个方面中，一种***包括电驱动***，该电驱动***具有电机和与该电机电耦合的电驱动器。所述电驱动器控制提供给所述电机的电功率。该电机可以与负载机器（例如用于飞行器的推进器）操作地耦合。该***还包括数据采集***。该数据采集***包括感测装置，该感测装置可操作以感测与该电驱动***相关联的信号。所述信号可以包括与驱动器开关相关联的噪声以及其它背景噪声。所述信号还可以包括局部放电信号。
所述信号由数据采集***的实时频谱分析仪接收，该实时频谱分析仪被配置成检测局部放电信号，或更广泛地，检测***内是否存在局部放电。特别地，频谱分析仪将所感测的信号从时域变换到频域中，并确定或登记（register）信号的频域分布（profile）。信号的最大响应可以保持一段时间以确定信号的频域分布。该频谱分析仪然后基于信号的频域分布来执行信号区分以确定是否存在局部放电信号。例如，与频域分布相关联的统计特征可以用于将局部放电信号与开关噪声信号和/或其它背景或环境信号区分或辨别。
在一些实例中，频谱分析仪还可以被配置成将模式从2D频域切换到3D域，使得可以考虑信号的出现频率。这可以允许检测偶发的和/或隐藏在PWM开关噪声中的局部放电信号。这样的检测可以至少部分地通过实时频谱分析来实现，例如使用无缝快速傅里叶变换（FFT）来实现。在另外的方面中，基于物理学的信号区分方式也可以用于信号区分，例如利用局部放电信号中频率内容的压力依赖性。
本文提供的***和方法有利地提供有效且可靠的在线局部放电检测。这类***和方法没有传统检测***的缺点，例如基于过滤器和信号触发器的检测***。使用本文提供的***和方法检测的局部放电信号可以用于与电驱动***的电气组件相关联的绝缘***的在线健康监测和诊断。由本文提供的***和方法提供的局部放电信号检测的准确性和可靠性可以改善健康估计。绝缘***的在线健康监测和诊断可以为机器/驱动***的更换和维修决策提供关键信息，并且除了其它益处之外，还在不中断***操作的情况下允许主动动作。
图1提供了根据本公开的示例实施例的飞行器100的示意性俯视平面图。如所示，对于该实施例，图1的飞行器100是具有“管和翼”配置的固定翼飞行器。然而，本公开的发明方面也可以应用于其它飞行器配置。此外，本公开的发明方面适用于载人飞行器和无人飞行器两者，或无人机（UAV）。对于参考，飞行器100限定纵向方向L1和垂直于纵向方向L1延伸的横向方向L2。飞行器100还限定横向中心线LC。飞行器100例如沿纵向方向L1在第一端110和第二端112之间延伸。对于该实施例，第一端110是飞行器100的前端，而第二端112是飞行器100的后部或后端。横向中心线LC将飞行器100沿横向方向L2分成两半，或者换一种说法，分为第一侧114和第二侧116。
飞行器100包括机身118，所述机身118具有右舷120和左舷122。飞行器100还包括一对机翼130、140，每个机翼从机身118横向向外延伸。特别地，第一机翼130从机身118的右舷120例如沿横向方向L2向外延伸。第一机翼130跨越翼根132和翼尖134之间。第一机翼130的顺翼展方向长度在翼根132和翼尖134之间延伸。第一机翼130还具有前缘136和后缘138。第一机翼130的按翼弦方向长度在前缘136和后缘138之间延伸。
第二机翼140与第一机翼130相反地从机身118的左舷122向外延伸。第二机翼140跨越在翼根142和翼尖144之间。第二机翼140的顺翼展方向长度在翼根142和翼尖144之间延伸。第二机翼140还具有前缘146和后缘148。第二机翼140的按翼弦方向长度在前缘146和后缘148之间延伸。飞行器100还可以包括用于在飞行期间控制飞行器的各种控制表面。示例控制表面包括升降机、方向舵、副翼、扰流板、襟翼、缝翼、空气制动器或配平装置等。可以使用各种致动器、伺服马达和其它装置来操纵飞行器100的各种控制表面和可变几何形状组件。
飞行器100还包括推进***150。推进***150可操作以产生用于飞行器100的推力。如所描绘，推进***150包括多个推进器或风扇。在该示例实施例中，风扇是无涵道的（unduct）。风扇可以是任何合适类型的风扇或推进器，包括但不限于推进器、开式转子风扇等。在其它实施例中，风扇可以是涵道的，全涵道的或部分涵道的。对于该实施例，推进***150包括安装到第一机翼130的一个或多个风扇的第一集合160，以及沿着第二机翼140分布并安装到第二机翼140的一个或多个风扇的第二集合170。特别地，对于该实施例，第一集合160包括沿第一机翼130的顺翼展方向分布的多个风扇162A、162B、162C，并且第二集合170包括沿第二机翼140的顺翼展方向分布的多个风扇172A、172B、172C。第一集合160的风扇162A、162B、162C各自包括围绕其相应的旋转轴线可旋转的多个风扇叶片164A、164B、164C，并且第二集合170的风扇172A、172B、172C各自包括围绕其相应的旋转轴线可旋转的多个风扇叶片174A、174B、174C。
虽然风扇的第一集合160和第二集合170示出为各自具有三个无涵道风扇，但是将领会，在其它实施例中，飞行器100可以具有安装到其机翼130、140并沿着其机翼130、140分布的多于或少于三个的无涵道风扇。此外，飞行器100可以附加地或备选地具有位于其它合适位置中（例如到机身118的后端）的风扇或推进器。
如图1中进一步所描绘，推进***150包括至少一个电机，所述至少一个电机用于驱动第一集合160的风扇162A、162B、162C的风扇叶片164A、164B、164C和第二集合170的风扇172A、172B、172C的风扇叶片174A、174B、174C。在一些实施例中，推进***150可以包括单个电机，所述单个电机用于驱动第一集合160的风扇162A、162B、162C的风扇叶片164A、164B、164C以及第二集合170的风扇172A、172B、172C的风扇叶片174A、174B、174C。例如，该电机可以是可操作的以驱动风扇162A、162B、162C、172A、172B、172C。在一些其它实施例中，推进***150可以包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动第一集合160的风扇162A、162B、162C的风扇叶片164A、164B、164C，所述第二电机用于驱动第二集合170的风扇172A、172B、172C的风扇叶片174A、174B、174C。该第一电机和第二电机两者都可以是可操作的以驱动风扇162A、162B、162C、172A、172B、172C。
对于该实施例，第一集合160的风扇162A、162B、162C和第二集合170的风扇172A、172B、172C各自具有操作地与其耦合的专用电机。特别地，第一集合160的风扇162A、162B、162C各自具有相关联的电机166A、166B、166C，并且第二集合170的风扇172A、172B、172C各自具有相关联的电机176A、176B、176C。电机166A、166B、166C可操作以驱动它们相应的风扇162A、162B、162C的风扇叶片164A、164B、164C，并且电机176A、176B、176C可操作以驱动它们相应的风扇172A、172B、172C的风扇叶片174A、174B、174C。电机可以是例如电马达、发电机或组合马达/发电机。在其它示例实施例中，推进***150可以具有其它合适的配置和数目的电机。
此外，对于该实施例，飞行器100的推进***150是电推进***，并且包括一个或多个电功率源、功率电子器件、传输线等，其用于向电机166A、166B、166C、176A、176B、176C提供电功率或从电机166A、166B、166C、176A、176B、176C运送电功率。例如，如图1中所示，飞行器100包括电功率源180。例如，电功率源180可以是一个或多个能量存储装置。该一个或多个能量存储装置可以包括一个或多个电池、电池组、超级电容器等。电功率源180可以安装在机身118内或在另一个合适的位置中。电功率可以从电功率源180传送到各种消耗电功率的负载，例如电机166A、166B、166C、176A、176B、176C。功率母线182可以将电功率从电功率源180运送到功率消耗的负载。功率母线182可以包括一个或多个传输线或缆线、开关以及其它电气组件。
多个功率电子器件可沿功率母线182定位。例如，对于该实施例，第一功率转换器184可以沿功率母线182定位。第一功率转换器184可以是DC-DC功率转换器，该DC-DC功率转换器可操作以改变由电功率源180提供的电功率的电压。由第一功率转换器184调节的电功率可以作为直流（DC）沿着功率母线182提供到多个电驱动器或功率转换装置，例如逆变器。对于该实施例，每个电机166A、166B、166C、176A、176B、176C具有相关联的功率转换装置168A、168B、168C、178A、178B、178C。功率转换装置168A、168B、168C、178A、178B、178C可以将输入的DC电流转换为交流（AC）。因此，功率转换装置168A、168B、168C、178A、178B、178C可以是DC-AC逆变器。该AC电流可以提供到电机166A、166B、166C、176A、176B、176C。将领会，图1中提供的电分布式无涵道风扇推进***的配置是以示例的方式提供的，并且不旨在限制。用于向电机166A、166B、166C、176A、176B、176C提供电功率的其它合适的配置是可能的。
在一些实施例中，飞行器100的推进***150可以是混合电分布式无涵道风扇推进***。在这样的实施例中，例如，推进***150可以包括机械功率源，例如燃气涡轮引擎186。燃气涡轮引擎186可以与电机188操作地耦合。电机188可操作以产生电功率。以这种方式，电机188能够输出电功率。由电机188输出的电功率可以提供给电功率源180和/或提供给电机166A、166B、166C、176A、176B、176C，以用于驱动它们相应的风扇162A、162B、162C、172A、172B、172C。
电机166A、166B、166C、176A、176B、176C、它们相应的风扇162A、162B、162C、172A、172B、172C以及它们相应的电驱动器或功率转换装置168A、168B、168C、178A、178B、178C可以各自形成个体的电驱动***并且可以共同形成用于推进***150的电驱动***。如将在下面提供的，本文提供的本发明的***和方法提供了与电驱动***的组件相关联的在线局部放电检测，例如图1的飞行器的推进***150的电驱动***中的任何电驱动***。然而，将领会，本公开的发明方面不限于航空或航天应用。相反，本发明的方面可应用于宽范围的应用和工业，包括但不限于HVAC/HVDC功率传输和功率转换、保健、可再生能源和运输应用。
图2提供根据本公开的一个示例实施例的包括电驱动***208的示例***200的示意性框图。例如，电驱动***208可以是例如图1的飞行器的推进***150的电驱动***中的一个电驱动***。如图2中所示，电驱动***208包括电机210和与电机210电耦合的电驱动器212。负载机器214或装置与电机210操作地耦合。电机210可以是电马达，发电机，或在驱动模式中和在发电机模式中可操作的组合马达/发电机。在驱动模式中，电机210驱动负载机器214。在发电机模式中，电机210基于由负载机器214提供的转矩产生电功率。作为一个示例，负载机器214可以是推进器或风扇，其可操作以产生用于诸如飞行器之类的交通工具的推力。电驱动***208的功率电子器件的电驱动器212可操作以控制和/或转换电功率，所述电功率提供给电机210或从电机210接收。电功率可以经由功率母线216提供给电驱动器212或从电驱动器212运送走。电驱动器212可以包括一个或多个开关组件218，例如宽带隙电子器件，例如宽带隙半导体。作为一个示例，一个或多个开关组件218可以包括一个或多个SiC MOSFET。在这点上，电驱动***208可以是基于宽带隙的电驱动***。
作为另一个示例，开关组件218可以包括一个或多个二极管。例如，在一些实施例中，电驱动***208可以包括发电机（未示出），例如永磁发电机（PMG）。该发电机可以包括具有整流器的中间激励器级。该整流器可以包括一个或多个开关组件218，所述开关组件可以是例如二极管。整流器的开关组件218可以将AC功率转换成DC功率以用于主转子激励。
控制器228与电驱动器212通信地耦合，例如以用于控制开关组件218。控制器228可以具有一个或多个非暂时性存储器装置和一个或多个处理器，例如微控制器。控制器228可以接收来自电驱动器212的反馈（例如，电流和/或电压读数）、来自电机210的反馈（例如，温度读数）和/或来自负载机器214的反馈（例如，速度、位置和/或转矩读数）。控制器228可以至少部分地基于所接收的反馈来控制电驱动器212。
对于该实施例，电机210通过多相缆线220与电驱动器212电耦合。多相缆线220包括与第一相相关联的第一缆线222、与第二相相关联的第二缆线224以及与第三相相关联的第三缆线226。在这点上，多相缆线220是三相缆线并且电机210是三相电机。然而，将领会，图2中描绘的电驱动***208可以具有任何多相配置，例如六相配置。在又一些实施例中，电驱动器212和电机210被集成。
如图2中进一步所示，***200包括数据采集***230。数据采集***230包括感测装置232，该感测装置232可操作以感测在电机210与电驱动器212之间或沿着电气***的其它地方传送的信号。信号可以包括一般背景噪声和与驱动器开关相关联的噪声，或由电驱动器212的开关装置产生的脉冲宽度调制（PWM）开关噪声。另外，由感测装置232捕获的信号可以包括局部放电信号。在一些实施例中，感测装置232使用奈奎斯特采样规则来采样或捕获信号，在奈奎斯特采样规则中，以感兴趣的最高信号频率的至少两倍的速率来采样信号。
此外，对于本实施例，感测装置232是射频电流互感器（current transformer）（RFCT）。如所示，感测装置232或RFCT被箝位到多相缆线的第一缆线222、第二缆线224和第三缆线226。在存在接地引线的情况下，感测装置232或RFCT也可以被箝位到第一缆线222、第二缆线224和第三缆线226的这样的接地引线。在其它实施例中，感测装置232可以是高频电流互感器（HFCT）。在备选实施例中，感测装置232可以是超高频（UHF）电磁天线。UHF电磁天线可以位于期望的测试对象（例如多相缆线220）的1-2英寸（2.5-5 cm）内。在又一些实施例中，感测装置232可以是直接连接到***200的带电部分的电容耦合器。将领会，感测装置232也可以定位在其它合适的位置中。
另外，如图2中所描绘，数据采集***230包括频谱分析仪240。例如，频谱分析仪240可以是实时频谱分析仪。频谱分析仪240例如经由一个或多个有线和/或无线通信链路与感测装置232通信地耦合。频谱分析仪240包括显示装置260，所述显示装置260可操作以显示各种信息，例如实时捕获的信号。频谱分析仪240还包括计算***250，所述计算***250具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理器。如将在本文进一步解释的，频谱分析仪240的计算***250可以接收由感测装置232捕获的信号并且可以分析所接收的信号以检测与电驱动***208相关联的局部放电信号。特别地，频谱分析仪240的计算***250可以至少部分地基于局部放电信号和由电驱动器212生成的PWM开关噪声的频谱的统计分布来区分局部放电信号和由电驱动器212生成的PWM开关噪声。另外，在一些实施例中，还可以应用基于物理学的信号区分来例如确认局部放电信号的存在。作为一个示例，如本文将进一步解释的，基于物理学的信号区分可以基于局部放电信号的压力依赖性。频谱分析仪240可以用于在线地（例如，在电驱动***208的组件被安装到的飞行器或其它结构上）或离线地（例如，在测试实验室中）检测与局部放电相关联的信号。
如图2中进一步所示，电容耦合器234与***200的带电部分电耦合。对于该实施例，多相缆线220并且特别是第三缆线226与电容耦合器234电耦合。在其它实施例中，电容耦合器234可以在另一合适位置处与***200的带电部分电耦合，特别是当多相缆线220被绝缘时。电容耦合器234与局部放电耦合器236电耦合。局部放电耦合器236可以与接地***238电耦合，如图2中所描绘。作为一个示例，接地***238可以是飞行器接地***。电容耦合器234和局部放电耦合器236可以与感测装置232一起形成感测电路。例如，这些元件可以形成RLC阻抗网络。跨RLC网络的输出可以是电压脉冲，所述电压脉冲具有与PD幅度成比例的幅度。
仍然参考图2，现在将提供其中频谱分析仪240可以检测和/或区分局部放电信号与PWM调制信号中提供的开关噪声的示例方式。
为了执行在线或离线局部放电信号测试，从电功率源（例如电池或线路电压）经由功率母线216向电驱动器212提供电功率。为了控制提供给电机210的电功率，电驱动器212执行各种开关操作。特别地，电驱动器212的开关组件218可以快速地接通和关断以控制提供给电机210的电功率。以这种方式，由电驱动器212提供的信号可以包括以PWM波形的信号。由电驱动器212执行的开关操作可以有效地改变电机210的转矩和/或速度。例如，开关操作可以由宽带隙电子器件（例如SiC MOSFET）执行。信号通过多相缆线220从电驱动器212传送到电机210。
感测装置232捕获信号。如上所述，信号可以包括各种分量或分量信号。例如，信号可以包括一般背景或环境噪声、与驱动器开关相关联的噪声或由开关组件218快速开关以产生PWM信号而产生的噪声，并且在一些实例中，信号可以包括局部放电信号。对于该实施例，由感测装置232捕获的信号被直接输入到频谱分析仪240中。在这点上，对于该实施例，不需要过滤器，也不需要电压感测或信号触发。因此，本公开的***不会遭受与使传感器信号通过过滤器相关联的缺点。
在接收到信号时，频谱分析仪240的计算***250将信号变换到频域中。作为一个示例，计算***250可以通过将FFT应用于信号来将信号变换到频域中。特别地，计算***250可以执行扫描，以实时计算感兴趣的频率范围或频带的FFT桶（bucket）。FFT桶可以是无缝的或重叠的，使得不会漏掉偶发的信号。对信号应用FFT可以将信号从时域变换到频域中。也就是时候，计算***250的一个或多个处理器可以将接收到的信号从时域信号变换为频域信号。在一些实施例中，频谱分析仪240的计算***250可以执行多次扫描。在一些实例中，对所接收的信号执行一个或多个扫描可以不捕捉感兴趣的窄带信号或仅捕捉感兴趣的窄带信号的一小部分。实时执行信号到频域中的变换。
在将信号变换到频域中的情况下，频谱分析仪240的计算***250可以执行“最大保持（MAX HOLD）”或最大保持功能，以在时间段内保持频域中信号的一个或多个信号的最大响应。该时间段可以被选择，以便允许频域中的信号的最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
频谱分析仪240的计算***250还被配置成使用变换到频域中的信号来确定用于信号的频域分布。至少部分地基于在该时间段内保持的信号的最大响应来确定信号的频域分布。
作为示例，图3提供描绘变换到频域中的接收到的信号的信号功率或幅度的图表。特别地，图3描绘接收到的信号，其包括没有经历最大保持功能的瞬时信号270、272，以及施加了最大保持功能的第一信号274和第二信号276。保持第一信号和第二信号274、276随时间的最大响应有助于第一信号和第二信号274、276的频率特性的无缝记录。因此，可以如图3中所示的那样构造第一信号274和第二信号276的频域分布。
此外，参考图2和图3，频谱分析仪240的计算***250可以通过至少部分地基于开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分开关噪声信号（例如，第一信号274）和包括在信号内的至少一个其它信号（例如，第二信号276）来检测包括在信号内的局部放电信号。该至少一个其它信号可以是被怀疑是局部放电信号的信号，例如基于其频域分布。在这点上，所述至少一个其它信号可以是感兴趣的信号。作为一个示例，计算***250可以至少部分地基于与开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分开关噪声信号和至少一个其它信号。该一个或多个统计特征可以是提供与接收到的信号相关联的频域分布的定量表征的任何合适的统计特征。示例统计特征可以包括但不限于与给定分布相关联的均值、方差、偏斜度、峰度、高阶特征、其组合等。
在一些实施例中，为了区分或辨别局部放电信号和与PWM开关噪声相关联的信号，频谱分析仪240的计算***250可以使用与信号相关联的一个或多个确定的统计特征对信号进行分类。在这样的实施例中，例如，可以将信号274、276中的至少一个分类为开关噪声信号，并且可以将信号中的一个分类为局部放电信号。如图3中所描绘，基于信号的统计特征，可以对信号进行分类。特别地，可以将第一信号274分类为开关噪声信号，并且可以将第二信号276分类为局部放电信号。如所示，第二信号276的频率特性与开关噪声信号或第一信号274十分不同。第二信号276的曲线具有区别特征。例如，第二信号276的曲线的包络超出噪声最大响应分布，这指示第二信号276可能是局部放电信号，由此指示局部放电的存在。换言之，第二信号276的曲线是与局部放电相关联的频域最大保持响应。对于图3中所示的频域频谱，第二信号276或保持在最大保持的局部放电信号在第一信号274或开关噪声信号之上增长。然而，有时第二信号276的低频端响应（与局部放电相关联的响应）可能与第一信号274完全或显著重叠（噪声响应）。在其它实例中，局部放电响应可仅不同于窄带中的噪声响应。以这样的方式，在其它频域中，局部放电响应的最大保持频率分布可能看起来类似于噪声响应信号的分布。
如所述，由开关组件218产生的开关噪声可能与检测频带显著重叠，所述检测频带用于检测与局部放电相关联的信号。然而，如图3中所描绘，将领会的是，将信号变换到频域中，在对其应用最大保持功能的同时记录它们的分布，并且考虑信号的频域分布的统计特征可以使局部放电信号或者在该示例中的第二信号276相对于与PWM开关相关联的噪声信号突出（stand out）。在这点上，可以捕获偶发的局部放电信号，并且避免或大大减少假阳性检测。本文提供的局部放电方式还提供了在2D中区分信号的机会，并且在一些实例中，如将在下面在3D中进一步解释的。所检测的局部放电信号可以用于各种目的，例如用于确定电驱动***208的绝缘***的健康和/或诊断需要修复或更换的绝缘***的某些区域。
在一些实例中，实时频谱分析仪240可用于检测偶发的信号（如DC电压下的局部放电）以及具有窄的信号频带和与开关噪声信号频谱相比是低的功率电平的局部放电信号。在这样的实例中，在存在PWM开关噪声的情况下，频谱被完全“隐藏”。因此，在一些实施例中，频谱分析仪240可以实现持续频谱分析（persistence spectrum analysis），其中所有信号被叠加在例如显示设备上的单个图中。例如，如图4中所示，所有信号被示为叠加在频谱分析仪240（图2）的显示装置260上的单个图中。如图4中所描绘，信号轨迹的颜色编码示出了信号在特定频率（即，发生频率）和功率电平下发生的频率。在这点上，持续频谱有助于检测“隐藏”信号，例如隐藏信号278。在该示例中，隐藏信号278是局部放电信号。如所描绘，隐藏信号278或者本示例中的局部放电信号被“隐藏”在PWM信号和开关噪声下面，但是它们可以被频谱分析仪240的持续频谱分析工具检测到。
因此，在一些实施例中，频谱分析仪240的计算***250可以至少部分地基于与开关噪声信号相关联的信号出现率和包括在信号内的其它分量信号的频域分布来区分开关噪声信号和其它信号。例如，可以将频谱分析仪240的模式切换到3D模式，使得可以在显示装置260上呈现信号的出现频率。这允许检测隐藏的和/或偶发的信号。
根据本公开的另外的发明方面，可以利用基于物理学的信号区分方式来检测局部放电信号和/或确认所检测的局部放电信号实际上是实际的局部放电信号。本文提供的基于物理学的信号区分方式利用局部放电信号的压力依赖性或海拔/压力对局部放电信号的影响来检测和/或确认局部放电信号。如将领会的，局部放电可以在不同的海拔/压力下具有不同的局部放电起始电压（PDIV）。例如，在海平面处，在900V rms下可能没有局部放电信号，但是在诸如38000 ft之类的高海拔处，并且在相同的电压激励下，可能存在局部放电。通常，电驱动***的绝缘***的PDIV在低压/高海拔下减小。
现在参考图2，将提供其中可使用基于物理学的方式来检测和/或确认局部放电信号的示例方式。对于这个示例实施例，频谱分析仪240接收来自感测装置232的第一信号。第一信号被提供给电驱动***208的电机210并且被感测装置232捕获。第一信号可以包括各种分量或分量信号。例如，第一信号可以包括由电驱动***208的电驱动器212或更特别地由其开关组件218产生的第一开关噪声信号。特别地，当电驱动***208处于第一海拔（例如，35000 ft）时，第一信号由感测装置232感测。在第一海拔处的空气压力可以具有第一压力值。第一信号可以包括其它分量信号，例如，在一些实例中，局部放电信号。
可以例如以上述示例方式从第一信号中检测局部放电信号。特别地，频谱分析仪240的计算***250可以通过至少部分地基于与第一开关噪声信号相关联的频域分布和关联于与其比较的其它分量信号的频域分布来区分第一开关噪声信号与第一信号的其它分量信号中的一个或多个，从而检测包括在第一信号内的第一局部放电信号。例如，频谱分析仪240可以使用第一信号相应的频域分布或频谱的一个或多个统计特征来区分第一信号。
另外，频谱分析仪240接收来自感测装置232的第二信号。第二信号被提供给电驱动***208的电机210并且被感测装置232感测。第二信号包括各种分量或分量信号。例如，第二信号可以包括由电驱动***208的电驱动器212产生的第二开关噪声信号。特别地，当电驱动***208处于例如38000 ft的第二海拔处时，感测第二信号。第二海拔不同于第一海拔。在第一海拔处的空气压力可以具有第二压力值，该第二压力值小于第一压力值。第二信号可以包括其它分量信号，例如，在一些实例中，局部放电信号。
可以例如以本文描述的示例方式从第二信号中检测局部放电信号。特别地，频谱分析仪240的计算***250可以通过至少部分地基于与第二开关噪声信号相关联的频域分布和与第二信号内包括的其它分量信号相关联的频域分布区分第二开关噪声信号和一个或多个其它分量信号来检测第二信号内包括的第二局部放电信号。例如，频谱分析仪240可以使用第二信号相应的频域分布或频谱的一个或多个统计特征来区分第二信号。
频谱分析仪240的计算***250可以通过将与在第一海拔或第一压力条件下捕获的第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与在第二海拔或第二压力条件下捕获的第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征进行比较来确认局部放电的存在。以这样的方式，可以确定或确认可疑局部放电信号中的一个或两个实际上是局部放电信号。在这点上，频谱分析仪240可以分析在两个不同海拔/压力下捕获的可疑局部放电信号以进行这种确定。在一些示例实施例中，频谱分析仪240可以至少部分地基于与第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征以及与第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
例如，现在参考图2和5，图5提供描绘根据本公开的示例方面变换到频域中的各种信号的信号功率的图表。特别地，在图5中示出了对于相同的电压电平在第一海拔处捕获的第一信号280的频域分布和在第二海拔（例如，在对应于低压条件的高海拔处）处捕获的第二信号282的频域分布。在该示例中，第一海拔是对应于高压条件的低海拔（例如，海平面），并且第二海拔是对应于低压条件的高海拔（例如，海平面以上35000 ft）。此外，对于该示例，第一信号和第二信号280、282都被怀疑具有与局部放电相关联的特征，或者换句话说，信号280、282都被怀疑包含局部放电信号。此外，在图5中，为了更清楚地图示信号280、282的可疑局部放电分量，描绘了去除开关噪声和其它噪声的信号280、282。
如所示，通过频谱分析仪240的计算***250在频域频谱中将第一信号280的频域分布与第二信号282的频域分布重叠。计算***250可以在频域频谱中将第二信号282的频域分布与重叠的第一信号280的频域分布进行比较。基于该比较，计算***250可以确定***中是否存在局部放电，或者更确切地说，是否包括在第一信号280内的第一可疑局部放电信号和包括在第二信号282内的第二可疑局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
在一些实施例中，如上所述，计算***250可以至少部分地基于与第一信号280的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与第二信号282的频域分布相关联的一个或多个统计特征之间的比较来确定是否信号280、282中的至少一个为实际局部放电信号。因此，计算***250可以确定第一信号280和第二信号282的频域分布的统计特征，并且可以将它们两者与期望趋势相比较并且还以便确定它们的频率特性差异。
特别地，在比较第一信号和第二信号280、282的统计特征时，计算***250可以以各种频率（例如在整个频谱或预选频带内）比较第一信号280的信号功率的幅度与第二信号282的信号功率的幅度。计算***250还可以在频率范围内（例如在整个频谱上或在预选频带内）将第一信号280的频率分布与第二信号282的频率分布进行比较。幅度和频率分布的差异可以指示第一信号和第二信号280、282是否包括局部放电信号或特征。在该示例中，第一信号和第二信号280、280在某些频率下在其幅度上具有显著差异，并且其分布趋势指示第一信号和第二信号280、282都具有局部放电信号。由于第一信号和第二信号280、282的频域分布或特征相对于它们相应的与局部放电相关联的预期频域特征具有显著的差异和趋势，因此存在它们实际上都是局部放电信号的置信度。该置信度可以由该***基于这些频域分布相对于预期分布和/或相对于彼此的统计接近度来输出。总体而言，如果第一信号280的频域分布和第二信号282的频域分布由于压力变化而显著不同，则这指示信号280、282中的至少一个包含局部放电信号。
通常，在高海拔/低压条件下捕获的局部放电信号具有更窄的频率分布，并且它们的高频内容衰减，而与在低海拔/高压条件下的信号相比，它们的低频内容在信号功率幅度上变得更强。如果第一信号和第二信号280、282的幅度趋于彼此更靠近和/或如果在它们相应的频率分布中存在最小差异，这可以指示信号280、282中的一个或两个不存在局部放电特征。
在其它情况中，信号280、282中只有一个可以指示局部放电特征。例如，在高海拔/低压（例如，在海平面以上35000 ft）处捕获的第二信号282可以包括局部放电信号，而在低海拔/高压（例如，在海平面）处捕获的第一信号280可以不包括局部放电信号。在比较第一信号和第二信号280、282的统计特征时，计算***250可以确定对于相同的电压电平，第二信号282具有指示局部放电的特征，而第一信号280仅包含噪声，或者更确切地说不包括指示局部放电的特征。丢失的第一信号280将指示第一信号280不包括局部放电特征，而第二信号282确实包括局部放电特征。
参考图2，将提供另一示例方式，其中可以使用基于物理学的方式来检测和/或确认局部放电信号。对于这个示例实施例，频谱分析仪240的计算***250被配置成用于检测第一局部放电信号，该第一局部放电信号包括在由感测装置232在第一时间和在第一海拔或在第一海拔范围内（例如，在40000 ft的100 ft内）感测到的第一信号内。第一信号被提供给电机210并且由感测装置232感测。第一信号包括由一个或多个开关组件218产生的第一开关噪声信号。第一局部放电信号可以使用本文所述的任何示例方式来检测。
另外，频谱分析仪240的计算***250被配置成检测第二局部放电信号，该第二局部放电信号包括在由感测装置232在第二时间和在第一海拔或在第一海拔范围内感测到的第二信号内。第二时间在时间上晚于第一时间。在这点上，在相同或大致相同的海拔但是在不同的时间捕获第一信号和第二信号。例如，电驱动***208可以被体现在飞行器上，并且第一时间可以与飞行器通常上升的时间相关联（例如，在飞行的爬升阶段期间），并且第二时间可以与飞行器通常下降的时间相关联（例如，在飞行的下降阶段期间）。第二信号被提供给电机210并且被感测装置232感测。第二信号包括由一个或多个开关组件218产生的第二开关噪声信号。
此外，频谱分析仪240的计算***250被配置成至少部分地基于与第一信号的频域分布和第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。例如，关于其中在不同海拔感测信号的实施例的上述类似分析可用于确定是否存在局部放电。例如，可以将与第一信号相关联的频域分布的特性或统计特征与与第二信号相关联的频域分布的特性或统计特征进行比较。如上所述，局部放电的确认存在可以用于各种目的，例如用于确定电驱动***的绝缘***的健康和/或诊断需要修复或更换的绝缘***的某些区域。
图6提供根据本公开的示范方面的检测与电驱动***相关联的局部放电信号的方法（300）的流程图。在某些示范方面中，方法（300）可利用上文所描述的数据采集***230来实现其某些方面。
在（302）处，所述方法（300）包括由频谱分析仪的一个或多个处理器从感测装置接收提供给电驱动***的电机的信号，所述信号包括由一个或多个开关组件产生的开关噪声信号。例如，频谱分析仪可以是图2中描绘的频谱分析仪240。电机和电驱动器可以是图2的电驱动***208的电机210和电驱动器212。开关噪声信号可由电驱动器212的一个或多个开关组件218产生。在一些实现中，电驱动器具有一个或多个宽带隙开关组件。如将领会的，信号可以包括其它分量信号，例如其它噪声和环境信号，并且在一些实例中包括局部放电信号。
在一些实现中，该电驱动器经由多相缆线与该电机电耦合。该多相缆线可以包括与第一相相关联的第一缆线，与第二相相关联的第二缆线以及与第三相相关联的第三缆线。因此，多相缆线可以是三相缆线。在其它实现中，多相可以具有任何合适数量的相。该感测装置可以是RFCT。该RFCT可以被箝位到该多相电缆的第一缆线、第二缆线和/或第三缆线。在其它实现中，RFCT可以被箝位到第一缆线、第二缆线和/或第三缆线的接地引线。在又一些实施例中，可以将RFCT箝位到***200的所有相。以这样的方式，可以消除基频电流以避免电流互感器饱和。此外，在又一些实现中，感测装置是UHF电磁天线。该感测装置可以使用奈奎斯特采样规则来采样或感测信号，其中信号是以感兴趣的最高信号频率的至少两倍的速率来采样的。在一些实现中，该电机与负载机器（例如飞行器的推进器）操作地耦合。
在（304）处，方法（300）包括通过一个或多个处理器将信号变换到频域中。在一些实现中，由一个或多个处理器将信号变换到频域中包括将FFT应用于信号。因此，在一些实现中，将FFT应用于信号将信号从时域变换到频域中。
在（306）处，方法（300）包括由一个或多个处理器使用变换到频域中的信号来确定信号的频域分布。例如，在一些实现中，方法（300）可以包括由一个或多个处理器在时间段内保持频域中的信号的最大响应。换句话说，所述一个或多个处理器可以在所述时间段内将最大保持功能应用于信号。在这样的实现中，至少部分地基于在该时间段内保持的信号的最大响应来确定开关噪声信号（例如，图3中的第一信号274）的频域分布和至少一个其它信号（例如，第二信号276）的频域分布。该时间段可以被预先选择或选择，以便允许频域中的信号的最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
在（308）处，方法（300）包括由一个或多个处理器通过至少部分地基于开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分开关噪声信号和至少一个其它信号来确定在信号内是否包括局部放电信号。在一些实现中，例如，一个或多个处理器至少部分地基于与开关噪声信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分开关噪声信号和至少一个其它信号。与开关噪声信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征可以包括均值、方差、偏斜度、峰度、其组合等中的至少一个。
在又一些实现中，在（308）处区分开关噪声信号和至少一个其它信号以检测局部放电信号包括由一个或多个处理器使用与开关噪声信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来对信号进行分类。在这样的实现中，信号中的至少一个信号被分类为开关噪声信号，并且信号中的一个信号被分类为局部放电信号。
在又一些实现中，所述一个或多个处理器至少部分地基于与开关噪声信号相关联的信号出现率和至少一个其它信号的频域分布来区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号。例如，如上所述，可以将频谱分析仪的模式切换到3D模式，使得可以在显示装置上呈现信号的出现频率以用于分析。这允许检测在2D频域中可能不可检测的隐藏和/或偶发的信号。
在一些实现中，可以利用基于物理学的方式来确认局部放电的检测。在这样的实现中，信号是当电驱动***处于第一海拔或在第一海拔范围内时感测的第一信号。该方法（300）可以进一步包括由一个或多个处理器从该感测装置接收第二信号。当电驱动***处于在不同于第一海拔/第一海拔范围的第二海拔或第二海拔范围内时感测第二信号。第二信号包括由该电驱动器（或更特别地，由其开关组件的快速开关）产生的第二开关噪声信号。另外，该方法包括由一个或多个处理器将第二信号变换到频域中，以及由一个或多个处理器使用变换到频域中的第二信号来确定第二信号的频域分布。此外，该方法包括由一个或多个处理器通过至少部分地基于第二开关噪声信号的频域分布和包括在第二信号内的至少一个其它信号的频域分布区分第二开关噪声信号和包括在第二信号内的至少一个其它信号来检测包括在第二信号内的第二局部放电信号。
在这样的实现中，方法（300）可以进一步包括由一个或多个处理器在频域频谱中重叠第一信号的频域分布和第二信号的频域分布。该方法还可以包括由一个或多个处理器在频域频谱中将第二信号的频域分布与重叠的第一信号的频域分布比较。然后，基于该比较，该方法可以包括由一个或多个处理器确定是否存在局部放电。换句话说，基于比较，该方法可以包括由一个或多个处理器确定是否局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。该一个或多个处理器可以至少部分地基于与第一信号的频域分布和第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
图7提供了根据本公开的示范方面的检测与电驱动***相关联的局部放电信号的方法（400）的流程图。在某些示范方面中，方法（400）可利用上文所描述的数据采集***230来实现其某些方面。
在（402）处，所述方法（400）包括由频谱分析仪的一个或多个处理器从感测装置接收提供给电驱动***的电机的第一信号，所述第一信号包括由电驱动***的电驱动器产生的第一开关噪声信号，当电驱动***处于第一海拔时感测第一信号。在一些实现中，电驱动***嵌入在飞行器的推进***内。例如，电驱动***可以是图1中描绘的电驱动***之一。例如，频谱分析仪可以是实时频谱分析仪。
在（404）处，方法（400）包括由一个或多个处理器通过至少部分地基于与第一开关噪声信号相关联的频域分布和与至少一个其它信号相关联的频域分布区分第一开关噪声信号和包括在第一信号内的至少一个其它信号来检测包括在第一信号内的第一局部放电信号。
在（406）处，所述方法（400）包括由一个或多个处理器接收提供给电机的第二信号，所述第二信号包括由电驱动器产生的第二开关噪声信号，当所述电驱动***处于不同于第一海拔的第二海拔时，感测所述第二信号。在一些实现中，第一海拔与第二海拔相差至少1000 ft。在又一些实现中，第一海拔小于30000 ft并且第二海拔大于30000 ft。
在（408）处，方法（400）包括由一个或多个处理器通过至少部分地基于与第二开关噪声信号相关联的频域分布和与包括在第二信号内的至少一个其它信号相关联的频域分布区分第二开关噪声信号和包括在第二信号内的至少一个其它信号来检测包括在第二信号内的第二局部放电信号。
在（410）处，方法（400）包括由一个或多个处理器确定是否存在局部放电。特别地，方法（400）包括至少部分地基于与第一信号的频域分布和第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。在这点上，可以在不使第一信号或第二信号通过过滤器的情况下检测局部放电的存在。
图8提供根据本公开的示范方面的检测与电驱动***相关联的局部放电信号的方法（500）的流程图。在某些示范方面中，方法（500）可利用上文所描述的数据采集***230来实现其某些方面。
在（502）处，方法（500）包括由频谱分析仪的一个或多个处理器检测包括在当电驱动***处于第一海拔时感测到的第一信号内的第一局部放电信号，第一信号被提供给电驱动***的电机并且包括由电驱动***的电驱动器产生的第一开关噪声信号。
在（504）处，方法（500）包括由一个或多个处理器检测包括在当电驱动***处于不同于第一海拔的第二海拔时感测的第二信号内的第二局部放电信号，第二信号被提供给电机并且包括由电驱动装置产生的第二开关噪声信号。
在（506）处，方法（500）包括由一个或多个处理器至少部分地基于与第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。例如，可以将与第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征与第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征进行比较。基于这种比较，可以确定在电气***内是否存在局部放电。
在一些示例实施例中，提供配备有图2的***200的飞行器。在这样的示例实施例中，PD在线检测可以如下进行。在执行PD检测分析之前，该***配备有与开关组件相关联的（一个或多个）开关噪声频率分布有关的知识。在一些实施例中，频谱可以跨越从非常低的频率（例如，在kHz范围中）到相对高的频率（例如，对于SiC开关装置，高达150 MHz）。当“静区”看起来在2D域（例如，在2D信号功率vs.频域）中搜索PD时，可以实现PD在线检测分析。给定在某些环境条件下的在线测量，如果频率2D分布与一般开关噪声相关分布显著不同，则可能存在PD。可以实现统计分析，以便确定所测量的频谱是否包含开关噪声特征或者PD是否存在。
此外，可以在其它海拔处执行附加的PD在线测量，特别是在可疑的新频率特征随海拔改变的情况下。这些附加的测量或测试可以确认PD的存在。在超出一般的开关频率指纹或分布没有检测到新的频率特征的情况下，可以执行3D域分析（例如，功率和信号出现率vs.频域），以便确认在开关频率分布下面是否存在隐藏的可疑PD信号，例如，如图4中所图示。如果检测到这样的隐藏信号，则可以执行附加的在线测量以检查隐藏信号在不同海拔处的行为。
在一个示例实施例中，提供一种飞行器。该飞行器包括电驱动***，该电驱动***具有电机、操作地耦合到该电机的推进器以及与该电机电耦合的电驱动器。此外，飞行器包括感测装置和具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理器的计算***。该一个或多个处理器被配置成当该飞行器处于第一海拔时检测包括在由该感测装置感测的第一信号内的第一局部放电信号，该第一信号被提供给该电机并且包括由该电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号。此外，所述一个或多个处理器被配置成检测包括在当飞行器处于不同于第一海拔的第二海拔时感测到的第二信号内的第二局部放电信号，所述第二信号被提供给电机并且包括由一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号。另外，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
在另一个示范性实施例中，提供了一种飞行器。该飞行器包括电驱动***，该电驱动***具有电机，操作地耦合到该电机的推进器以及与该电机电耦合的电驱动器。此外，飞行器包括感测装置和具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理器的计算***。该一个或多个处理器被配置成检测第一局部放电信号，该第一局部放电信号被包括在由感测装置在飞行器处于第一海拔或第一海拔范围内时所感测的第一信号内，该第一信号被提供给该电机并且包括由电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号。此外，所述一个或多个处理器被配置成检测包括在第二信号内的第二局部放电信号，所述第二信号在飞行器处于第一海拔或处于第一海拔范围内时在第二时间感测，所述第二时间在时间上晚于第一时间，所述第二信号被提供给电机并且包括由一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号。另外，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与第一局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。在这样的实施例中，飞行器在第一时间正上升到预先选择的海拔范围并且在第二时间正下降。在这点上，在给定压力下的局部放电信号可以在例如上升到预先选择的海拔范围的同时被检查，并且然后在例如从预先选择的海拔范围下降的同时再次在相同的压力下被检查。第一和第二信号中的统计一致性和/或不一致性可以被识别并用于确定已经发生局部放电的可能性。
在另外的示例实施例中，提供非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：检测包括在由感测装置在第一海拔处感测的第一信号内的第一局部放电信号，所述第一信号包括由电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号，该电驱动***包括与电机电耦合的电驱动器；检测第二局部放电信号，所述第二局部放电信号包括在由感测装置在不同于第一海拔的第二海拔处感测的第二信号内，所述第二信号包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及至少部分地基于与第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否第一局部放电信号和第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
在另一示例实施例中，提供非暂时性计算机可读介质。该非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时致使该一个或多个处理器：接收来自感测装置的信号，所述信号包括由电气驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号，该电气驱动***包括电气驱动器和电机；将信号变换到频域中；使用变换到频域中的信号来确定对于信号的频域分布；以及通过至少部分地基于开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分开关噪声信号和至少一个其它信号来检测包括在信号内的局部放电信号。该至少一个其它信号可以被选择用于基于初步分析的区分分析，该初步分析指示该至少一个其它信号对于给定的运行条件展现出相对于预期的开关噪声、环境和/或其它信号响应的不一致的频域分布。
图9提供了根据本公开的示范方面的计算***600的框图。计算***600是用于实现本公开的某些方面的合适的计算***的一个示例。例如，可以以与图9的计算***600类似的方式来配置频谱分析仪240（图2）的计算***250。此外，控制器228可以包括图9的计算***600的一些或全部计算组件。
如图9中所示，计算***600可包括一个或多个处理器604和一个或多个存储器装置606。一个或多个处理器604和一个或多个存储器装置606可以体现在一个或多个计算装置602中。该一个或多个处理器604可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置或其它合适的处理装置。一个或多个存储器装置606可包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质或媒体、RAM、ROM、硬盘驱动器、快闪驱动器和其它存储器装置，例如一个或多个缓冲器装置。
一个或多个存储器装置606可以存储由一个或多个处理器604可访问的信息，包括可由一个或多个处理器604执行的计算机可读指令608。指令608可以是在由一个或多个处理器604执行时使得一个或多个处理器604执行操作的任何指令集。指令608可以是以任何合适的编程语言编写的软件或者可以在硬件中实现。指令608可以是本文所述的任何计算机可读指令。
（一个或多个）存储器装置606可进一步存储可由（一个或多个）处理器604存取的数据610。例如，数据610可包括所接收的传感器数据、已知信号分布的数据集等。此外，根据本公开的示例实施例，数据610可以包括一个或多个表、函数、算法、模型、方程等。
一个或多个计算装置602还可以包括用于例如与其它组件，***或装置通信的通信接口612。通信接口612可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的组件，包括例如发送器、接收器、端口、控制器、天线或其它合适的组件。
本文所讨论的技术涉及基于计算机的***和由其采取的动作以及来往于基于计算机的***所发送的信息。应当领会，基于计算机的***的固有灵活性允许在组件之间和之中的任务和功能性的多种可能的配置、组合和划分。例如，可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实现本文所讨论的过程。数据库、存储器、指令和应用可以在单个***上实现或者跨多个***分布。分布式组件可以顺序地或并行地操作。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或***，以及执行任何结合方法。本发明的可取得专利范围由权利要求来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例包括与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在处于权利要求书的范围之内。
以下将关于下列条款描述附加的示范方面：
1. 一种***，包括：电驱动***，其具有电机和与所述电机电耦合的电驱动器；感测装置，其可操作以感测与所述电驱动***相关联的信号，所述信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号；计算***，该计算***具有一个或多个存储器装置以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置成：从该感测装置接收信号；将信号变换到频域中；使用变换到频域中的信号来确定信号的频域分布；以及通过至少部分地基于开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分开关噪声信号和包括在信号内的至少一个其它信号来确定在信号内是否存在局部放电信号。
2. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号的频域分布和所述至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号。
3. 根据任何前述条款所述的***，其中，与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征包括均值、方差、偏斜度和峰度中的至少一个。
4. 根据任何前述条款所述的***，其中，在区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号以确定所述局部放电信号是否存在于所述信号内中，所述一个或多个处理器被配置成：使用与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征并且使用与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征来对所述信号进行分类，并且其中所述信号中的至少一个被分类为所述开关噪声信号并且所述信号中的一个被分类为所述局部放电信号。
5. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号相关联的信号出现率和所述至少一个其它信号的频域分布来区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号。
6. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器通过对所述信号应用快速傅里叶变换来将所述信号变换到所述频域中。
7. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器还被配置成：在时间段内保持所述频域中的所述信号的最大响应，并且其中至少部分地基于在所述时间段内保持的所述信号的所述最大响应来确定所述至少一个其它信号的所述频域分布和所述开关噪声信号的所述频域分布。
8. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述时间段被预先选择，以便允许所述频域中的信号的最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
9. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述感测装置使用奈奎斯特采样规则对所述信号进行采样，在所述奈奎斯特采样规则中以感兴趣的最高信号频率的至少两倍的速率对所述信号进行采样。
10. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述电机与负载机器可操作地耦合，并且其中所述负载机器是飞行器的推进器。
11. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述信号是在所述电驱动***处于第一海拔范围内时感测的第一信号，并且其中所述一个或多个处理器还被配置成：从感测装置接收第二信号，当电驱动***处于不同于第一海拔范围的第二海拔范围内时感测第二信号，第二信号包括由一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；将第二信号变换到频域中；使用变换到频域中的第二信号来确定第二信号的频域分布；以及通过至少部分地基于第二开关噪声信号的频域分布和包括在第二信号内的至少一个其它信号的频域分布区分第二开关噪声信号和包括在第二信号内的至少一个其它信号来确定在第二信号内是否存在第二局部放电信号。
12. 如任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器还被配置成：在频域频谱中重叠所述第一信号的所述频域分布和所述第二信号的所述频域分布；在频域频谱中将所述第二信号的所述频域分布与重叠的第一信号的频域分布进行比较；以及基于所述比较，确定是否所述局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
13. 根据任何前述条款所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述第一信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征以及与所述第二信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来确定是否所述局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个为实际局部放电信号。
14. 一种方法，包括：由实时频谱分析仪的一个或多个处理器从感测装置接收与电驱动***相关联的信号，所述电驱动***具有电机和与其电耦合的电驱动器，所述信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号；由所述一个或多个处理器将所述信号变换到频域中；由一个或多个处理器使用变换到频域中的信号来确定对于信号的频域分布；以及由所述一个或多个处理器通过至少部分地基于所述开关噪声信号的所述频域分布和所述至少一个其它信号的所述频域分布来区分所述开关噪声信号和包括在所述信号内的至少一个其它信号来确定在所述信号内是否包括局部放电信号。
15. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述开关噪声信号的所述频域分布和所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号。
16. 根据任何前述条款所述的方法，其中，与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征包括均值，方差，偏斜度和峰度中的至少一个。
17. 根据任何前述条款所述的方法，其中，区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号以确定所述局部放电信号是否包括在所述信号内包括：由所述一个或多个处理器使用与开关噪声信号的频域分布相关联的所述一个或多个统计特征和与所述至少一个其它信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征对所述信号进行分类，并且其中所述信号中的至少一个被分类为开关噪声信号，并且所述信号中的一个被分类为局部放电信号。
18. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述开关噪声信号相关联的信号出现率和所述至少一个其它信号的频域分布来区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号。
19. 根据任何前述条款所述的方法，还包括：由所述一个或多个处理器在时间段内保持所述频域中的所述信号的最大响应，并且其中所述至少一个其它信号的所述频域分布和所述开关噪声信号的所述频域分布至少部分地基于在该时间段内保持的信号的最大响应来确定，并且其中预先选择该时间段，以便允许频域中的信号的最大响应在形状和幅度上稳定在预定裕度内。
20. 一种包括计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：接收在第一海拔处检测到的第一信号，该第一信号指示局部放电的存在并且包括由电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号，该电驱动***具有与电机电耦合的电驱动器；接收在不同于所述第一海拔的第二海拔处检测到的第二信号，所述第二信号指示存在局部放电并且包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及至少部分地基于与所述第一信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征和与所述第二信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较来确定是否存在局部放电。
21. 一种方法，包括：由频谱分析仪的一个或多个处理器从感测装置接收提供给电驱动***的电机的第一信号，所述第一信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号，当所述电驱动***处于第一海拔时感测所述第一信号；由所述一个或多个处理器通过至少部分地基于与所述第一开关噪声信号相关联的频域分布和与所述第一局部放电信号相关联的频域分布来区分所述第一开关噪声信号和所述第一局部放电信号来检测包括在所述第一信号内的第一局部放电信号；由所述一个或多个处理器接收提供给所述电机的第二信号，所述第二信号包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号，当所述电驱动***处于不同于所述第一海拔的第二海拔时，感测所述第二信号；由所述一个或多个处理器通过至少部分地基于与所述第二开关噪声信号相关联的频域分布和与所述第二局部放电信号相关联的频域分布来区分所述第二开关噪声信号和所述第二局部放电信号来检测包括在所述第二信号内的第二局部放电信号；以及由所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述第一局部放电信号的频域分布和所述第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征，确定所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个是否为实际局部放电信号。
22. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述第一海拔与所述第二海拔至少相差1000 ft。
23. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述第一海拔小于30000 ft并且所述第二海拔大于30000 ft。
24. 根据任何前述条款所述的方法，其中，所述电驱动***嵌入在飞行器的推进***内。
25. 根据任何前述条款所述的方法，其中，在不使所述第一信号或所述第二信号通过过滤器的情况下检测所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号。
26. 一种方法，包括：由频谱分析仪的一个或多个处理器检测第一局部放电信号，所述第一局部放电信号包括在当所述电驱动***处于第一海拔时感测到的第一信号内，这些第一信号被提供给电驱动***的电机并且包括由该电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号，该电驱动***包括与该电机电耦合的电驱动器；由所述一个或多个处理器检测第二局部放电信号，所述第二局部放电信号包括在当所述电驱动***处于不同于所述第一海拔的第二海拔时感测到的第二信号内，所述第二信号被提供给所述电机并且包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及由所述一个或多个处理器至少部分地基于与所述第一局部放电信号的频域分布和所述第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征，确定所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个是否为实际局部放电信号。
27. 一种飞行器，包括：电驱动***，所述电驱动***具有电机，可操作地耦合到所述电机的推进器，以及与所述电机电耦合的电驱动器；感测装置；一个计算***，该计算***具有一个或多个存储器装置以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置成用于：当该飞行器处于第一海拔时检测包括在由该感测装置感测的第一信号内的第一局部放电信号，该第一信号被提供给该电机并且包括由该电驱动***的一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号；检测第二局部放电信号，所述第二局部放电信号包括在所述飞行器处于不同于所述第一海拔的第二海拔时感测到的第二信号内，所述第二信号被提供给所述电机并且包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及至少部分地基于与所述第一局部放电信号的频域分布和所述第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较，确定所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个是否为实际局部放电信号。
28. 一种包括计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：检测包括在由感测装置在第一海拔感测的第一信号内的第一局部放电信号，所述第一信号包括由一个或多个开关组件生成的第一开关噪声信号；检测第二局部放电信号，所述第二局部放电信号包括在由所述感测装置在不同于所述第一海拔的第二海拔处感测的第二信号内，所述第二信号包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及至少部分地基于与所述第一局部放电信号的频域分布和所述第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较，确定所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个是否为实际局部放电信号。
29. 一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由频谱分析仪的一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：从感测装置接收信号，所述信号包括由一个或多个开关组件生成的开关噪声信号；将信号变换到频域中；使用变换到频域中的信号来确定对于信号的频域分布；以及至少部分地基于开关噪声信号的频域分布和局部放电信号的频域分布，通过区分开关噪声信号和局部放电信号来检测包括在信号内的局部放电信号。
30. 一种飞行器，包括：电驱动***，所述电驱动***具有电机，可操作地耦合到所述电机的推进器，以及与所述电机电耦合的电驱动器；感测装置；计算***，该计算***具有一个或多个存储器装置以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置成用于：当该飞行器处于第一海拔或处于第一海拔范围内时，检测包括在由该感测装置感测的第一信号内的第一局部放电信号，第一信号被提供给该电机并且包括由一个或多个开关组件产生的第一开关噪声信号；检测第二局部放电信号，所述第二局部放电信号包括在当所述飞行器处于所述第一海拔或处于所述第一海拔范围内时的第二时间感测到的第二信号内，所述第二时间在时间上晚于所述第一时间，所述第二信号被提供给所述电机并且包括由所述一个或多个开关组件产生的第二开关噪声信号；以及至少部分地基于与所述第一局部放电信号的频域分布和所述第二局部放电信号的频域分布相关联的一个或多个统计特征的比较，确定所述第一局部放电信号和所述第二局部放电信号中的至少一个是否为实际局部放电信号。
31. 根据任何前述条款所述的飞行器，其中，所述飞行器在所述第一时间正上升到预先选择的海拔范围并且在所述第二时间正下降。
Claims (10)
1.一种***，包括：
电驱动***，所述电驱动***具有电机以及与所述电机电耦合的电驱动器；
感测装置，所述感测装置可操作以感测与所述电驱动***相关联的信号，所述信号包括由所述电驱动***的一个或多个开关组件产生的开关噪声信号；
计算***，所述计算***具有一个或多个存储器装置和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成：
接收来自所述感测装置的所述信号；
将所述信号变换到频域中；
使用变换到所述频域中的所述信号来确定对于信号的频域分布；以及
通过至少部分地基于所述开关噪声信号的频域分布和至少一个其它信号的频域分布区分包括在所述信号内的所述至少一个其它信号和所述开关噪声信号来确定在所述信号内是否存在局部放电信号。
2.如权利要求1所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号的所述频域分布和所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的一个或多个统计特征来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
3.如权利要求2所述的***，其中，与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征以及与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征包括均值、方差、偏斜度和峰度中的至少一个。
4.如权利要求2所述的***，其中，在区分所述开关噪声信号和所述至少一个其它信号以确定所述局部放电信号是否存在于所述信号内中，所述一个或多个处理器被配置成：
使用与所述开关噪声信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征并且使用与所述至少一个其它信号的所述频域分布相关联的所述一个或多个统计特征来对所述信号进行分类，以及
其中所述信号中的至少一个信号被分类为开关噪声信号，并且所述信号中的一个信号被分类为局部放电信号。
5.如权利要求1所述的***，其中，所述一个或多个处理器被配置成至少部分地基于与所述开关噪声信号相关联的信号出现率和所述至少一个其它信号的所述频域分布来区分所述开关噪声信号与所述至少一个其它信号。
6.如权利要求1所述的***，其中，所述一个或多个处理器通过对所述信号应用快速傅里叶变换来将所述信号变换到所述频域中。
7.如权利要求1所述的***，其中，所述一个或多个处理器还被配置成：
在时间段内保持所述频域中的所述信号的最大响应，以及
其中至少部分地基于在所述时间段内保持的所述信号的所述最大响应来确定所述至少一个其它信号的所述频域分布和所述开关噪声信号的所述频域分布。
8.如权利要求7所述的***，其中，所述时间段是预先选择的，以便允许所述频域中的所述信号的所述最大响应在形状和幅度上稳定在预定的裕度内。
9.如权利要求1所述的***，其中，所述感测装置使用奈奎斯特采样规则对所述信号进行采样，在所述奈奎斯特采样规则中，以感兴趣的最高信号频率的至少两倍的速率对所述信号进行采样。
10.如权利要求1所述的***，其中，所述电机与负载机器操作地耦合，并且其中，所述负载机器是飞行器的推进器。
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