[发明专利]一种基于电流量的逆变器功率管开路故障在线诊断方法

摘要

一种基于电流量的逆变器功率管开路故障在线诊断方法，属于电机控制领域，本发明为解决基于电流量的逆变器功率管开路故障诊断技术的鲁棒性差的问题。本发明方法首先利用混杂系统理论建立永磁同步电机驱动系统在无故障状态下的电流观测器模型，然后将电流观测值与检测电流相比较，获得三相电流残差，将其利用坐标变换转换到两相坐标系下获得电流残差矢量，并对电流残差矢量标准化，最后根据标准化电流残差矢量的幅值和相位来诊断和定位逆变器功率管的开路故障。本发明公开的基于标准化电流残差矢量的逆变器功率管开路故障在线诊断方法，不受系统闭环控制算法的影响，对负载不敏感，对参数误差、测量误差和系统扰动等具有较好的鲁棒性。

主权项

1.一种基于电流量的逆变器功率管开路故障在线诊断方法，该方法涉及的永磁同步电机驱动系统包括整流器（1）、直流滤波电容（2）、逆变器（3）、电流传感器（4）、永磁同步电机（5）、位置传感器（6）、控制器（7）和隔离与驱动电路（8）；逆变器（3）由功率管T₁,T₂,...,T₆构成，A相桥臂由T₁和T₂构成，B相桥臂由T₃和T₄构成，C相桥臂由T₅和T₆构成，T₁,T₃和T₅为上桥臂，T₂,T₄和T₆为下桥臂；整流器（1）的直流输出端并联直流滤波电容（2），整流器（1）的直流输出端还连接逆变器（3）的直流输入端，逆变器（3）的交流输出端连接永磁同步电机（5）；电流传感器（4）采集永磁同步电机（5）的三相电流信号i＝[i_a,i_b,i_c]输出给控制器（7），i_a为A相检测电流，i_b为B相检测电流，i_c为C相检测电流；位置传感器（6）采集永磁同步电机（5）的位置信号θ输出给控制器（7）；控制器（7）输出开关信号S₁,S₂,...,S₆通过隔离与驱动电路（8）加载给逆变器（3）中的六个功率管的驱动端；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、采用混杂系统电流观测器来观测永磁同步电机（5）的电流信号，并获取电流观测值i^=i^ai^bi^cT,]]>其中，为A相电流观测值，为B相电流观测值，为C相电流观测值；步骤二、将电流观测值与电流传感器（4）采集的三相电流信号i进行比较，获取三相电流残差i~=i~ai~bi~c,]]>A相残差B相残差和C相残差按下述公式获取：i~a=ia-i^ai~b=ib-i^bi~c=ic-i^c;]]>步骤三、利用三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换将三相电流残差变换为其中为α轴电流残差，为β轴电流残差；步骤四、求取标准化的电流残差矢量其中：|r|为标准化电流残差矢量r的幅值，δ为标准化残差矢量相位；r＝[r_a r_b r_c]，r_a为标准化A相电流残差，r_b为标准化B相电流残差，r_c为标准化C相电流残差；步骤五、将标准化电流残差矢量r的幅值|r|与设定的阈值R_th相比较，判断是否有功率管开路故障发生：当|r|≤R_th时，无故障，然后返回执行步骤一；当|r|＞R_th时，有故障，然后，执行步骤六；这里阈值R_th通常选取为1；步骤六、根据表1定位发生开路故障的功率管：表1完成逆变器功率管开路故障的诊断。