开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法技术

技术编号：30325832 阅读：19 留言：0更新日期：2021-10-10 00:09

本发明专利技术提出了一种开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法。按照特定的方式进行电流传感器的安装，以相电流的变换率以及电流传感器测量值的符号为故障监测变量，制定了不对称半桥功率变换器的功率开关管的故障判断准则。该故障诊断方法不需要额外的测量元器件，仅需改变传统的电流传感器的设置方式，因此不会增加额外的成本。由于该故障诊断方法不包含复杂的计算过程，因此对故障的响应快速。因此对故障的响应快速。因此对故障的响应快速。

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【技术实现步骤摘要】
开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法

[0001]本专利技术涉及功率变换器的故障诊断领域。

技术介绍

[0002]系统经过长时间的运行，故障的发生几乎是不可避免的。如果系统不具备容错能力，故障的发生可能导致严重的事故并造成重大经济损失。故障容错的前提是确定故障的类型和发生的位置。因此，故障诊断技术对于高可靠性系统是必须的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法如下。
[0004]一种开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，其特征在于：
[0005]所述功率变换器为不对称半桥功率变换器，其由直流电压源U和N个相桥臂构成，其中N为大于等于3的整数；所述相桥臂由开关管S
上
、S
下
和续流二极管D
上
、D
下
构成；开关管S
上
的集电极与直流电压源U的正极相连，构成上母线节点；开关管S
下
的发射极与直流电压源U的负极相连，构成下母线节点；开关管S
上
的发射极与续流二极管D
下
的阴极相连，构成绕组节点1；开关管S
下
的集电极与续流二极管D
上
的阳极相连，构成绕组节点2；续流二极管D
上
的阴极与上母线节点相连；续流二极管D
下
的阳极与下母线节点相连；绕组节点1和绕组节点2之间连接相绕组。
[0006]相绕组电流通过电流传感器测得，每相桥臂配置一个...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，其特征在于：所述功率变换器为不对称半桥功率变换器，其由直流电压源U和N个相桥臂构成，其中N为大于等于3的整数；所述相桥臂由开关管S
上
、S
下
和续流二极管D
上
、D
下
构成；开关管S
上
的集电极与直流电压源U的正极相连，构成上母线节点；开关管S
下
的发射极与直流电压源U的负极相连，构成下母线节点；开关管S
上
的发射极与续流二极管D
下
的阴极相连，构成绕组节点1；开关管S
下
的集电极与续流二极管D
上
的阳极相连，构成绕组节点2；续流二极管D
上
的阴极与上母线节点相连；续流二极管D
下
的阳极与下母线节点相连；绕组节点1和绕组节点2之间连接相绕组；相绕组电流通过电流传感器测得，每相桥臂配置一个电流传感器，该电流传感器设置方式为：使开关管S
上
所在支路的导线和续流二极管D
下
所在支路的导线穿过电流传感器的中孔缠绕于电流传感器上，开关管S
上
所在支路的导线和续流二极管D
下
所在支路的导线的缠绕圈数相同，其中，开关管S
上
所在支路的导通方向与电流传感器的正方向相同，续流二极管D
下
所在支路的导通方向与电流传感器的正方向相反；相电流值为所述电流传感器的测量值的绝对值；定义相电流变化率di/dt，其中i为相电流，t为时间；相电流变化率由当前电流采样时刻的相电流值和上一电流采样时刻的相电流值相减除以所述电流采样周期计算得到；在每个电流采样时刻，根据电流变化率和电流传感器测量值的正负符号对所述功率变换器的开关管进行故障诊断。2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，当选择开关管S
下
为斩波管时，所述故障诊断方法具体为：对于任意一相，当开关管S
上
的驱动信号G
上
为高电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为高电平时，计算相电流变化率，如果相电流变化率大于0，则开关管S
上
和开关管S
下
均正常；定义其中，E为所述直流电压源的电压值，L为绕组的电感，为电感变化率，电感变化率由当前电流采样时刻的绕组电感值和上一电流采样时刻的绕组电感值相减除以所述电流采样周期计算得到；如果相电流变化率小于THR1，则开关管S
上
和开关管S
下
均发生断路；如果相电流变化率小于0且大于等于THR1，进一步检测电流传感器的测量值的符号，如果电流传感器的测量值为正，则开关管S
上
正常，开关管S
下
断路，否则，开关管S
下
正常，开关管S
上
断路；当开关管S
上
的驱动信号G
上
为高电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为低电平时，如果相电流变化率大于0，则开关管S
上
正常，开关管S
下
短路；如果相电流变化率小于THR1，则开关管S
下
正常，开关管S
上
断路；如果相电流变化率小于0且大于等于THR1，进一步检测电流传感器的测量值的符号，如果电流传感器的测量值为正，则开关管S
上
和开关管S
下
均正常，否则开关管S
上
断路，开关管S
下
短路；当开关管S
上
的驱动信号G
上
为低电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为低电平时，定义如果相电流变化率大于THR2，则开关管S
上
短路，开关管S
下
短路；如果相电流变化率小于THR1，则开关管S
上
和开关管S
下
均正常；如果相电流变化率小于等于THR2且大于等于THR1，进一步检测电流传感器的测量值的符号，如果电流传感器的测量值为正，则开关管S
上
短路和开关管S
下
正常，否则开关管S
上
正常，开关管S
下
短路；当开关管S
上
的驱动信号G
上
为低电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为低电平时，如果相电流
小于0.5A，不进行故障诊断。3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法，当选择开关管S
上
为斩波管时，所述故障诊断方法具体为：对于任意一相，当开关管S
上
的驱动信号G
上
为高电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为高电平时，计算相电流变化率，如果相电流变化率大于0，则开关管S
上
和开关管S
下
均正常；如果相电流变化率小于THR1，则开关管S
上
和开关管S
下
均发生断路；如果相电流变化率小于0且大于等于THR1，进一步检测电流传感器的测量值的符号，如果电流传感器的测量值为正，则开关管S
上
正常，开关管S
下
断路，否则，开关管S
下
正常，开关管S
上
断路；当开关管S
上
的驱动信号G
上
为低电平，开关管S
下
的驱动信号G
下
为高电平时，如果相电流变化率大于0，则开关管S
上<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，方成辉，方正基，王星，
申请(专利权)人：东方电子股份有限公司烟台仙崴机电有限公司，
类型：发明
国别省市：

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