开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法技术方案

本发明专利技术涉及一种开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，包括如下步骤：步骤一、计算标幺后的相电流平均值和PR控制器的输出平均值，根据阈值范围判断相应标志位符号，利用判断逻辑确定故障相和存在故障开关管的组合；步骤二、封锁与故障相相连开关管，获得故障相反电动势方向；利用电流霍尔传感器进行检测；若电流霍尔传感器检测到电流，该开关管正常，若未检测到电流，该开关管存在开路故障。本发明专利技术针对三相开绕组永磁同步电机，不仅使用了三相开绕组永磁同步电机特有的零序控制器，同时还利用反电动势进行故障定位，性能更好。性能更好。性能更好。

【技术实现步骤摘要】
开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法


[0001]本专利技术属于同步电机驱动
，具体涉及一种开绕组永磁同步电机双逆变器 系统开关管故障诊断方法。

技术介绍

[0002]驱动系统的故障诊断是系统正常运行的保障，只有准确判断故障发生的位置，才 能够进行容错控制，保障在故障发生情况下系统继续运行。故障诊断方法通常可以分 为无模型故障诊断和基于模型的故障诊断。前者通常需要机器学习、模糊算法等人工 智能等复杂的算法，需要大量的占用处理器资源，很难工程实现。而基于模型的故障 诊断通常根据系统的模型，分析获得的电压和电流等信号对系统进行故障诊断。其中， 频域分析法判断相对准确，但是运算量大、计算时间长。而时域分析法计算实现简单 计算量小，目前应用较为广泛。
[0003]根据处理信号的不同，基于处理信号的诊断方法可以分为电压型和电流型。利用 电压信号的故障诊断方法优点是诊断速度快，但是需要额外的电压采样电路、比较电 路等硬件电路。在开绕组永磁同步电机驱动系统中，由于开关管数目的增加，导致基 于电压的故障诊断方法采样电路体积和成本明显增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、计算标幺后的相电流平均值和PR控制器的输出平均值，根据阈值范围判断相应标志位符号，利用判断逻辑确定故障相和存在故障开关管的组合；步骤二、封锁与故障相相连开关管，获得故障相反电动势方向；给待测开关管一个脉冲宽度调制驱动信号，使其能够与非故障开关管的反并联二极管以及绕组构成回路，利用电流霍尔传感器进行检测；若电流霍尔传感器检测到电流，该开关管正常，若未检测到电流，该开关管存在开路故障。2.根据权利要求1所述的开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，步骤一中，标幺后的电流平均值计算方法为：定义电流矢量模值为式中，—电流矢量模；i
d
—d轴电流；i
q
—q轴电流；用每一相的电流值除以电流矢量模值，计算出标幺后的每一相电流值式中，i
xN
(n)—标幺电流值；i
x
(n)—x相电流值；根据上式可以获得最大电流值为式中，I
m
—相电流幅值；计算每一相标幺后的电流平均值为式中，<|i
xN
|>—标幺后电流平均值；ω—电角速度；PR控制器的输出平均值计算方法为：在正常工作条件下，记分周期为2π/ω，则<|i
xN
|>的值为0.6366；所以定义故障诊断变量e
x
e
x
＝0.6366
‑
<|i
xN
|>
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)在正常工作情况下，e
x
的值接近为0；当某一相发生故障，e
x
的值将会发生明显变化；同时利用PR的输出量进行故障判断，获得PR控制器输出量的平均值。3.根据权利要求1所述的开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，步骤一中，根据e
x
和u0的平均值，获得故障特征；首先定义诊断标志位
式中，N、P1、P2、P3、L和H均为定义诊断标志位，根据u
0av
和e
x
值得范围，可以判断E
x
和U的标志位是否有效，A、B、C三相均为故障相，对称且相差120
°
，根据以下逻辑判断可能存在故障的故障相和故障组合：A相组合1：P
2 N N HA相组合2：P
2 N N LA相组合3：P
3 N N H/NB相组合1：N P
2 N HB相组合2：N P
2 N LB相组合3：N P
3 N H/NC相组合1：N N P
2 HC相组合2：N N P
2 LC相组合3：N N P
3 H/N。4.根据权利要求3所述的开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，A故障相中设有四个开关管(S11，S12，S21和S22)，若标志位E
a
＝P2,E
b
＝N,E
c
＝N,U＝H；此时可以判断出A相中可能出现的故障组合为{S
11
,S
22
}；此时可能S
11
和S
22
单独存在故障，也可能同时存在故障。5.根据权利要求3所述的开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，A故障相中设有四个开关管(S11，S12，S21和S22)，若标志位E
a
＝P2,E
b
＝N,E
c
＝N,U＝L，可以判断出A相中可能出现的故障组合为{S
12
,S
21
}；此时可能S
12
和S
21
单独存在故障，也可能同时存在故障。6.根据权利要求3所述的开绕组永磁同步电机双逆变器系统开关管故障诊断方法，其特征在于，A故障相中设有四个开关管(S11，S12，S21和S22)，若标志位E
a
＝P2,E
b
＝N,E
c
＝N,U＝H/L，PR控制器的平均值在一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪臣，姜春阳，王有云，张新胜，王有政，李超超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：