[发明专利]永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置

说明书

本发明公开了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置，该方法包括采集永磁电机的三相定子电流信号和永磁电机转子的位置信号；根据采集的三相定子电流信号和dq轴参考电流信号，定位故障电流传感器；对故障电流传感器采集的相电流值进行采样，构建故障识别变量；根据构建的故障识别变量对电流传感器故障类型进行识别。本发明解决了在变频调速系统中，单一使用基于模型的故障诊断方法仅能定位故障传感器不能确定故障类型的通用性问题，不需要借助额外设备即可准确识别出电流传感器的断线故障、卡死故障、增益故障和偏置故障四种典型故障类型，有较强的鲁棒性，同时该方法可以和任意基于模型的电流传感器故障诊断方法相结合。

技术领域

本发明涉及调速系统中电流传感器的故障诊断技术领域，具体涉及一种永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置。

背景技术

永磁电机驱动系统一般采用两个或三个电流传感器来采集电流信息，用于系统的闭环控制。电流传感器的反馈信号是永磁同步电机电流闭环控制的基础。在电流传感器出现故障时，控制系统的性能由于得不到正确的电流信息导致转矩和速度的性能恶化。电流传感器的故障类型一般可以分为四类：断线故障、卡死故障、增益故障和偏置故障。任何类型的电流传感器故障都会影响系统运行的可靠性，此外，故障类型的模糊性也给电机驱动系统的维护带来了困难。因此，为了保证系统的容错控制，便于维护，不仅要对故障电流传感器进行故障定位，也要对故障传感器的故障类型进行准确判断。

根据文献检索，基于信号的故障诊断方法虽然有些可以确定部分故障类型，但其只能在某些特定类型的电流传感器故障下有效；基于模型的故障诊断方法虽然可以应用在所有类型的电流传感器故障下，但其不能有效的区分故障类型；在现有的故障类型检测方法中，最多可以检测三种故障，并不够全面。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法及装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提出了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障类型识别方法，包括以下步骤：

S1、采集永磁电机的三相定子电流信号和永磁电机转子的位置信号；

S2、根据采集的三相定子电流信号和dq轴参考电流信号，定位故障电流传感器；

S3、对故障电流传感器采集的相电流值进行采样，构建故障识别变量；

S4、根据构建的故障识别变量对电流传感器故障类型进行识别。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下分步骤：

S1-1、采集永磁电机任意两相的定子电流信号，并利用基尔霍夫电流定律计算第三相的定子电流信号；

S1-2、采集永磁电机转子的实时速度信号和角度信号。

进一步地，所述步骤S2具体包括：

S2-1、采用永磁同步电机模型预测电流控制方法对永磁电机进行驱动控制；

S2-2、根据永磁电机转子的实时速度信号和设定参考速度信号，计算dq旋转坐标系下的q轴参考电流信号；同时设定d轴参考电流信号为0；

S2-3、根据三相定子电流信号和dq轴参考电流信号，采用基于坐标变换的电流传感器故障定位方法定位故障电流传感器。

更进一步地，所述采用永磁同步电机模型预测电流控制方法对永磁电机进行驱动控制，具体包括：

建立永磁电机及其驱动变流系统的数学模型；

对建立的永磁电机的数学模型进行离散化处理，建立旋转坐标系下的离散化定子电流预测模型，并对系统时延进行一步补偿后，预测永磁电机下一时刻的电流值；