[发明专利]电机驱动系统三相逆变器桥臂开路故障实时检测方法

说明书

本发明公开了一种电机驱动系统三相逆变器桥臂开路故障实时检测方法,步骤1、得出滑动窗口中采样点数的大小L；步骤2、通过采样点数的大小L计算出三相电流两两之间的协方差值(D_ab,D_bc,D_ca)；步骤3、计算D_ab,D_bc,D_ca所占的绝对百分比K_ab,K_bc,K_ca来完成故障的诊断与定位。本发明能够实时检测出任意三相逆变系统单桥臂开路故障的情况，并可以精确定位故障桥臂位置，本发明并对多电平逆变系统桥臂开路故障的在线检测具有指导意义。

技术领域

本发明属于在线检测技术领域，具体涉及电机驱动系统三相逆变器桥臂开路故障实时检测方法。

背景技术

目前，交流电机作为电能和机械能转换的装置，在航空航天、军事、工业、机车牵引系统及船舶等领域得到了广泛的应用，呈现完全取代直流电机的趋势。逆变器作为交流电机驱动系统中的核心部件，是驱动系统中最容易发生故障的薄弱环节，其中功率管开关管由于高频开通、关断造成的开路故障尤为显著，直接影响电机驱动系统的正常运行。针对逆变器桥臂的开路故障提出实时有效的检测、定位和隔离的方法，提供实时有效的信息给后续的容错控制策略，对提高电机驱动系统的可靠性具有重要的工程应用价值。

当前已出版的文献中，关于逆变器桥臂开路故障实时检测方法大部分是基于电流开环控制电机驱动系统，而对矢量控制驱动系统的研究很少，特别是用定子电流来做故障诊断的方法，而且这些方法多是基于电流信号的特征来检测故障。但是，由于加入电流闭环调节器的缘故，矢量控制驱动系统中的电流特性要比电流开环控制电机驱动系统复杂得多。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供电机驱动系统三相逆变器桥臂开路故障实时检测方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种电机驱动系统三相逆变器桥臂开路故障实时检测方法,步骤1、得出滑动窗口中采样点数的大小L；

步骤2、通过采样点数的大小L计算出三相电流两两之间的协方差值D_ab,D_bc,D_ca；

步骤3、计算D_ab,D_bc,D_ca所占的绝对百分比K_ab,K_bc,K_ca来完成故障的诊断与定位。

其中，根据如下公式计算滑动窗口中采样点数的大小L：

np为电机的极对数，T_s为控制系统的采样周期，v为电机转速。

其中，根据如下公式实时在线求取三相电流两两之间的协方差值D_ab,D_bc,D_ca：

其中E_a,E_b,E_c的求取方式如下：

其中，

计算D_ab,D_bc,D_ca所占的绝对百分比K_ab,K_bc,K_ca计算方式如下：

通过下述的方式完成故障的诊断与定位：

k₁为故障判断阈值，k₁的取值范围为0-1。