永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法，本方法使用三个电流传感器进行电机控制，检测三相定子电流之和不为零时，则判断此刻某一相电流传感器发生故障；通过IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1；通过IA、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id2、Iq2；通过IB、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id3、Iq3，然后建立三个仅受两相电流影响的电流幅值反馈值，通过该电流反馈值定位到具体故障的电流传感器并降低最大输出功率，使用两相电流传感器进行电机控制，使车辆在跛行模式下运行。本方法解决因定子电流传感器故障导致的安全隐患，并提供故障后车辆的跛行模式，确保车辆安全行驶，提高驾乘体验。

Fault Diagnosis and Processing Method of Current Sensor in Permanent Magnet Synchronous Motor Control System

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法
本专利技术涉及电动汽车电机控制领域，尤其涉及一种永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法。
技术介绍
随着科技发展以及环保需要，电动汽车已成为未来发展趋势。电动汽车的扭矩控制由电机控制系统的电流闭环控制实现，目前电动汽车电机控制系统一般采用两个电流传感器来采集电流信息，将测得的电流信息进行坐标变换，并将其作为电流环的反馈量，最终实现系统的闭环控制。但当电流传感器发生故障后，如电动汽车电机控制系统继续运行会使车辆失控，而车辆突然停下又会带来巨大的安全隐患。在电动汽车行驶过程中，为保证驾乘人员安全，需杜绝车辆失控以及在公路上突然停下的情况发生。现有电动汽车电机控制系统中，通常使用两相电流传感器进行电流闭环控制，当任一电流传感器发生故障后，系统不容易检测出传感器故障，导致电动汽车必然会失控或停下无法运行；还有采用三相电流传感器，根据电机三相定子电流代数和是否为零来判断是否有电流传感器故障，此方式只能检测出有电流传感器故障，但无法定位到具体故障的电流传感器，且故障后车辆无法继续行驶，通常该方式中，判断出电流传感器传感器故障后，通过改变加在电机上的电压、频率大小实现扭矩及速度的电机控制策略，但其扭矩控制效果相比正常矢量控制对扭矩控制的效果精度差，驾驶体验大幅下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法，本方法解决电动汽车在行驶过程中因定子电流传感器故障导致车辆失控或突然停下导致的安全隐患，并提供故障后车辆的跛行模式，确保车辆的安全行驶，提高驾乘体验。为解决上述技术问题，本专利技术永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法包括如下步骤：步骤一、采用三个电流传感器分别对电机三相定子电流进行采样，构成闭环矢量控制系统，通过三个电流传感器实时获得定子三相电流，使用IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1：使用IA、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id2、Iq2：使用IB、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id3、Iq3:其中，IA、IB、IC分别为定子三相电流，θ为矢量控制同步旋转dq轴系中d轴与静止ABC轴系中A轴的夹角；步骤二、根据不同传感器变换得到的dq坐标系电流，建立仅受两相定子电流影响的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3：Is1＝(Id12+Iq12)(4)Is2＝(Id22+Iq22)(5)Is3＝(Id32+Iq32)(6)步骤三、根据上一次电流采样所计算出的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3，计算两次电流采样电流幅值反馈值的差值ΔIsi：ΔIsi＝|Isi(k)-Isi(k-1)|(7)其中，i＝1,2,3，k为电流采样序号；步骤四、根据两次电流采样电流幅值反馈值的差值ΔIsi，对故障电流传感器进行定位，若ΔIs1＝ΔIs2＝ΔIs3，则无电流传感器故障；若ΔIs1为三者中的最小值，则C相电流传感器故障；若ΔIs2为三者中的最小值，则B相电流传感器故障；若ΔIs3为三者中的最小值，则A相电流传感器故障；步骤五、当无电流传感器故障，电机控制系统正常使用三相电流传感器进行电机控制；当A相电流传感器故障，使用Id3、Iq3作为Id、Iq反馈值进行电机控制；当B相电流传感器故障，使用Id2、Iq2作为Id、Iq反馈值进行电机控制；当C相电流传感器故障，使用Id1、Iq1作为Id、Iq反馈值进行电机控制；任一相电流传感器故障时，该相电流通过关系式IA+IB+IC＝0计算得出；发生任一相电流传感器故障后，电机控制系统限制电机最大输出功率，使车辆在跛行模式下运行。由于本专利技术永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法采用了上述技术方案，即本方法使用三个电流传感器进行电机控制，检测三相定子电流之和不为零时，则判断此刻某一相电流传感器发生故障；当判断某一相电流传感器发生故障后，通过IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1；通过IA、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id2、Iq2；通过IB、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id3、Iq3，然后根据Id1、Iq1、Id2、Iq2、Id3、Iq3建立三个仅受两相电流影响电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3，通过该电流幅值反馈值定位到具体故障的电流传感器并降低最大输出功率，使用两相电流传感器进行电机控制，使车辆在跛行模式下运行。本方法解决电动汽车在行驶过程中因定子电流传感器故障导致车辆失控或突然停下导致的安全隐患，并提供故障后车辆的跛行模式，确保车辆的安全行驶，提高驾乘体验。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：图1为本方法中电机控制系统原理框图；图2为本方法的原理框图；图3为仿真实验中电流传感器故障前后电流幅值反馈值变化示意图；图4为仿真实验中电流传感器故障前后电机中三相定子电流状态示意图。具体实施方式实施例如图1和图2所示，永磁同步电机控制系统采用PI矢量控制系统，电机三相电流IA、IB、IC经过故障诊断方法单元后输出实际控制使用的Id反馈值和Iq反馈值，其与Id、Iq给定值的偏差输入PI控制器后输出Ud和Uq；Ud和Uq经过Park逆变换后得到Ualpha和Ubeta，然后经过SVPWM调制输出Ua、Ub、Uc作用于电机控制器。如图2所示，上述永磁同步电机控制系统中，电流传感器故障诊断及处理方法包括如下步骤：步骤一、采用三个电流传感器分别对电机三相定子电流进行采样，构成闭环矢量控制系统，通过三个电流传感器实时获得定子三相电流，使用IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1：使用IA、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id2、Iq2：使用IB、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id3、Iq3:其中，IA、IB、IC分别为定子三相电流，θ为矢量控制同步旋转dq轴系中d轴与静止ABC轴系中A轴的夹角；步骤二、根据不同传感器变换得到的dq坐标系电流，建立仅受两相定子电流影响的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3：Is1＝(Id12+Iq12)(4)Is2＝(Id22+Iq22)(5)Is3＝(Id32+Iq32)(6)步骤三、根据上一次电流采样所计算出的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3，计算两次电流采样电流幅值反馈值的差值ΔIsij：ΔIsi＝|Isi(k)-Isi(k-1)|(7)其中，i＝1,2,3，k为电流采样序号；步骤四、根据两次电流采样电流幅值反馈值的差值ΔIsij，对故障电流传感器进行定位，若ΔIs1＝ΔIs2＝ΔIs3，则无电流传感器故障；若ΔIs1为三者中的最小值，则C相电流传感器故障；若ΔIs2为三者中的最小值，则B相电流传感器故障；若ΔIs3为三者中的最小值，则A相电流传感器故障；步骤五、当无电流传感器故障，电机控制系统正常使用三相电流传感器进行电机控制；当A相电流传感器故障，使用Id3、Iq3作为Id、Iq反馈值进行电机控制；当B相电流传感器故障，使用Id2、Iq2作为Id、Iq反馈值进行电机控制；当C相电流传感器故障，使用Id1、Iq1作为Id、Iq反馈值进行电机控制；任一相电流传感器故障，该相电流通过关系式IA+IB+I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、采用三个电流传感器分别对电机三相定子电流进行采样，构成闭环矢量控制系统，通过三个电流传感器实时获得定子三相电流，使用IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1：

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制系统电流传感器故障诊断及处理方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、采用三个电流传感器分别对电机三相定子电流进行采样，构成闭环矢量控制系统，通过三个电流传感器实时获得定子三相电流，使用IA、IB两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id1、Iq1：使用IA、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id2、Iq2：使用IB、IC两相定子电流坐标变换得到dq轴电流Id3、Iq3:其中，IA、IB、IC分别为定子三相电流，θ为矢量控制同步旋转dq轴系中d轴与静止ABC轴系中A轴的夹角；步骤二、根据不同电流传感器变换得到的dq坐标系电流，建立仅受两相定子电流影响的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3：Is1＝(Id12+Iq12)(4)Is2＝(Id22+Iq22)(5)Is3＝(Id32+Iq32)(6)步骤三、根据上一次电流采样所计算出的电流幅值反馈值Is1、Is2、Is3，计算两次电流采样电流幅值反馈值的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海鑫，丰树帅，杜朝辉，黄洪剑，
申请(专利权)人：上海大郡动力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31