【技术实现步骤摘要】
矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法
本专利技术涉及开关开路故障诊断领域，特别涉及一种矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法。
技术介绍
矩阵变换器(Matrixconverter,MC)具有低谐波畸变率、高效率和高功率密度等优良特性，在电机驱动领域具有广阔的应用前景。然而，矩阵变换器的电气故障严重威胁电机驱动系统的安全运行。因此，快速、可靠的故障诊断对于提高系统可靠性，避免电气运行事故的发生具有重要意义。根据测量的不同可将开路诊断的方法分为两类:电流法和电压法。在电流测量的方法中常用的有平均电流法、斜率法和基于电流观测器的方法。此外，还提出了基于小波变换的方法来检测电压源型逆变器开关开路故障的方法。与电流法相比，早期，许多的基于电压测量的方法通常需要增加额外的电压传感器。近年来基于误差电压的故障诊断方法较为常见，它从系统分析模型中估计实际的线电压，利用参考值与估计值之间的残差来检测和定位故障开关。这两种方法都高度依赖于模型参数，影响诊断系统的鲁棒性。传感器作为电机驱动系统的关键信号采集模块，其故障诊断至关重要...
【技术保护点】
1.一种矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法，基于模型预测控制，其特征在于，包括：/n步骤1，建立矩阵变换器各相输出电压和电流的模型，所述模型包括矩阵变换器驱动永磁同步电机正常工作情况和故障情况；/n步骤2，计算比较所述故障情况前后的模型，得出开关开路故障和电流传感器故障的特征，并辨识所述特征为开关开路故障或电流传感器故障；/n步骤3，若所述特征为开关开路故障，则定义三相输出线电压的残差，根据永磁同步电机的等效模型，通过开关状态和前一周期的采样值，预测当前状态的线电压；/n步骤4，比较线电压的估计值与参考值，关联故障输出相的残差将超过预先设定的阈值，关联两个正常输出相的残差...
【技术特征摘要】
1.一种矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法，基于模型预测控制，其特征在于，包括：
步骤1，建立矩阵变换器各相输出电压和电流的模型，所述模型包括矩阵变换器驱动永磁同步电机正常工作情况和故障情况；
步骤2，计算比较所述故障情况前后的模型，得出开关开路故障和电流传感器故障的特征，并辨识所述特征为开关开路故障或电流传感器故障；
步骤3，若所述特征为开关开路故障，则定义三相输出线电压的残差，根据永磁同步电机的等效模型，通过开关状态和前一周期的采样值，预测当前状态的线电压；
步骤4，比较线电压的估计值与参考值，关联故障输出相的残差将超过预先设定的阈值，关联两个正常输出相的残差将保持在一个较低的值，此特征可以判断故障相位；
步骤5，若所述特征为电流传感器故障，则利用有限集模型预测控制的特征，在一个采样周期的开关状态是已知和固定的，通过已知故障相和已知当前状态的开关位置，诊断出故障开关具体位置；
步骤6，将输出相电流估计值与实测值形成残差，当残差大于一定阈值时，进而判断哪一相的电流传感器发生故障。
2.根据权利要求1所述矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法其特征在于，所述矩阵变换器各相输出电压和电流的模型为：
3.根据权利要求2所述矩阵变换器电机驱动系统的故障诊断方法其特征在于，所述步骤2具体包括：
以SAa开关开路故障为例，矩阵变换器各相输出电压和电流的模型为：
其中，uoX(X∈{A,B,C})为正常状况下的三相输出相电压，uof为A相发生故障后引起的额外故障电压，Ts为模型预测控制一个采样周期的时间，为第k次采样周期的三相输出电流值，为正常状况下第k+1次采样周期三相输出相电流的估计值，为开关开路故障情况下第k+1次采样周期的三相输出电流值的估计值，eX(X∈{A,B,C})为电机模型的反电动势值，uNo为电机中性点相对于地的值，Rs为定子电阻，L为定子漏电感；
公式(2)减(1)可得：
当与输出B相连接的...
【专利技术属性】
技术研发人员：但汉兵，岳玮，刘永露，孙尧，粟梅，程壹涛，韩华，熊文静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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