[发明专利]一种开关磁阻电机位置信号在线故障诊断与容错控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机位置信号在线故障诊断与容错控制方法，尤其是一种在三相12/8极开关磁阻电机正常运行时一路或两路位置信号故障状态下，对位置信号进行在线检测、故障诊断、容错控制及恢复控制的方法。

背景技术

开关磁阻电机位置信号是控制系统确定相绕组导通顺序的判断依据，也是保证绕组换相正确性的基准信号；同时位置信号还作为电机速度反馈信号，以实现系统的速度闭环控制。现在普遍采用光敏位置传感器来检测转子位置，但是这种传感器容易受到粉尘、油污、碰撞等恶劣环境的影响而输出错误的位置信号或中断工作，从而产生较大的冲击电流，给功率开关器件造成严重危害，并且会产生制动转矩，影响开关磁阻电机的运行效率和输出功率，继而会导致电机缺相运行，转矩脉动增大。位置传感器的存在简化了系统控制程序，但同时使得电机结构复杂化、系统运行可靠性降低。然而，某些特殊场合对系统可靠性要求极高，需要控制系统具有故障诊断能力和容错能力，并且保证在故障后仍保持一定的输出能力。因此，需要发明一种位置信号在线检测、故障诊断、容错控制及恢复控制方法，以便及时实现位置信号故障定位、类型判别以及故障后的容错控制和恢复控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机位置信号在线故障诊断与容错控制方法，用以解决开关磁阻电机位置信号故障导致的冲击电流、制动转矩以及缺相运行等问题。

本发明提供的技术方案是：一种开关磁阻电机位置信号在线故障诊断与容错控制方法，通过位置传感器实时检测三相12/8极转子旋转位置，根据其反馈的三路位置信号组合顺序及触发边沿确定电机转子相对位置，以推算出转子位置角q，再结合当前通电相可在线诊断出故障位置信号及其故障类型；并在故障状态下重构失效的换相动作，执行正确的换相操作，进行位置信号的故障容错与恢复控制，实现故障后电机的连续运行以及故障恢复时位置信号的正确切入。

所述的通过位置传感器实时检测转子旋转位置采用电平检测方法，通过高低电平的组合顺序及相邻组合的角度间隔判断故障与否。

所述的位置传感器输出三路位置信号的高低电平原则上有8种组合方式，但有效组合只有6种，对应三相12/8极开关磁阻电机转子位置角q的范围均为7.5°，正常运行时不存在三路位置信号全为高电平或全为低电平的状态，受到干扰时会出现000或111状态，此时就认为转子位置信号出现错误。

所述的转子位置角对应着一种特定位置信号组合和唯一的通电相。

所述的故障类型根据故障位置信号的数目，分为一路位置信号故障、两路位置信号故障和三路位置信号故障三种形式。

所述的位置信号的故障容错与恢复控制主要依据转子位置角q，同时采用一个定时器T，其周期是电机转1°的时间，定时器T每中断一次，计数器加1，即给q增加1°；正常运行时，由通电相可确定该位置信号组合对应的q范围，并将q修正为该范围的初始角度；故障状态下，通过当前q所处的范围可获得其所对应的位置信号组合，由此便可进行位置信号故障容错与恢复控制，确定当前时刻正确的通电相。

本发明实现方便，运行可靠，在诊断过程中，每个转子角周期内，都要对转子位置角q角进行修正，不会产生累积误差，所以不会对系统输出性能造成累计影响；该方法能在线诊断出故障位置信号及故障类型并使系统尽快恢复正常稳定运行，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为位置传感器的安装示意图；

图2为位置信号与电感曲线的对应关系图；

图3为位置信号运行状态类型图；

图4为位置信号故障诊断流程图；

图5为位置信号故障容错控制流程图；

图6为位置信号故障恢复控制流程图。

图中：1、定子齿，2、定子槽，3、转子齿，4、转子槽，5、光电脉冲发生器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，本发明不仅局限于此。