[实用新型]一种故障自修复的电机容错驱动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于DSP（数字信号处理器）的容错系统，属于集成电路容错系统设计领域，具体是三相电机的容错控制系统。

背景技术

 目前，DSP器件已得到广泛应用，成为信号处理和控制的关键部分，但是由于电力电子器件长时间工作散热处理不及时造成损坏等问题，设备高可靠性受到一定的影响。

三相全桥逆变电路是处理三相电机的经典电路，但其可靠性不高，电机单相故障时，将无法正常工作。在综合考虑容错控制、故障检测及可行性等因素的条件下，采用容错式拓扑结构独立H桥电路，即各相驱动和功率逆变电路完全相互独立，这样当检测到某一相有故障时（包括电机本体故障和逆变器故障），就直接将该相位切除，通过简单容错控制策略就可很方便地实现故障的隔离和系统的重构，从而提高系统的可靠性。但在例如航空航天、军工等领域需要绝对的高可靠性，往往都会备有另一套驱动设备来增强可靠性，这不仅增加了系统的重量和体积，也降低了利用率，功率密度低。

河南工程学报（自然科学版），2011年3月，第23卷第1期，程辉等著：“一种永磁同步电机的容错控制方法”，提出了一种三相四桥臂具有容错功能的驱动控制系统，该驱动控制系统在故障时，三相绕组之间在硬件电路方面仍相互影响，在发生一相故障时，除需将第四桥臂接入电路外，还需另外进行反馈补偿设计，较繁琐。此外，该驱动控制系统必须在永磁同步电机下驱动控制，且需在使用SVPWM控制算法的前提下才能达到一定效果，具有局限性，应用受限制。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有三相电机在某相发生故障时，全桥驱动电路故障对整个驱动电路影响较大驱动电路应用受限的问题，同时解决现有双套驱动设备体积大和功率密度低的问题，提出一种故障自修复的电机容错驱动控制系统，能提高单套硬件设备的功效，提高设备利用率和控制可靠性。

本实用新型所述一种故障自修复的电机容错驱动控制系统所采用的技术方案是：包括故障检测模块，故障检测模块输入端连接独立H桥模块，故障检测模块输出端连接故障处理模块输入端，故障处理模块输出端分别连接H桥驱动信号模块和H桥切换驱动模块，H桥驱动信号输出端连接H桥驱动模块，H桥驱动模块输出端分别连接独立H桥模块和备用独立H桥模块，H桥切换驱动模块和备用独立H桥模块的输出端分别连接H桥切换开关，独立H桥模块的输出还连接电机三相绕组，备用独立H桥模块的输出经H桥切换开关后连接电机三相绕组。

本实用新型与现有技术相比：本实用新型是基于备用独立H桥的容错电路系统，基于DSP检测故障信号，解决电机驱动电路某相故障时的硬件电路自修复问题，在电机无故障时，备用独立H桥驱动模块和H桥切换驱动模块都不给予使能信号。当故障发生时，检测到某相H桥驱动故障，立即禁止故障相H桥驱动，同时使能相应H桥切换驱动模块和备用独立H桥驱动模块，切换故障相的外围电路和内部控制信息，并将故障相的控制信息转移到备用独立H桥驱动模块上，从而使电机保持正常工作，实现了硬件驱动电路的自修复过程，通过IGBT成功由备用驱动电路替换故障驱动电路相，提高了硬件驱动电路的可靠性和功率密度。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种故障自修复的电机容错驱动控制系统的总体结构框图；

图2为图1中的单相H桥的连接结构框图；

图3为三相电机的H桥切换开关的连接示意图。

图中：1.DSP控制器部分；2. H桥及其驱动部分；3.故障处理部分；1-1.故障检测模块；1-2.H桥驱动信号模块；1-3.故障处理模块；2-1.独立H桥模块；2-2.备用独立H桥模块；2-3.H桥驱动模块；3-1.H桥切换开关；3-2.H桥切换驱动模块；2-1-1.单相独立H桥；3-1-1.单相H桥切换开关。

具体实施方式