[发明专利]一种基于裂相抽头具有容错功能的开关磁阻电机系统及其故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于裂相抽头具有容错功能的开关磁阻电机系统及其故障诊断方法，系统包括开关磁阻电机、功率变换器、转速检测装置、电流传感器、控制器以及故障容错拓扑。本发明通过对SRM在传统控制策略下的故障分析和故障容错运行，讨论了在不同控制策略下该基于裂相抽头的开关磁阻电机故障诊断与容错拓扑能够有效保证电机发生故障时的容错运行。本发明综合考虑硬件和软件的改善，具有结构模块化和控制容易的优点，通过将传统的不对称半桥和逆变桥并行连接，实现了当绕组和开关管发生开路或者短路故障时仍能保证电机容错运行的功能。

主权项

一种基于裂相抽头具有容错功能的开关磁阻电机系统，其特征在于，包括开关磁阻电机、功率变换器、故障容错组件、电流传感器以及控制器；其中：所述的开关磁阻电机具有三相定子绕组，每相定子绕组均中间裂相抽头；所述的功率变换器用于为开关磁阻电机的各相定子绕组提供励磁；所述的电流传感器用于检测三相定子绕组上对应的三相绕组电流；所述的故障容错组件用于当开关磁阻电机发生开路或短路故障时实现故障诊断以及容错运行；所述的控制器根据三相绕组电流对开关磁阻电机进行故障诊断，并为功率变换器以及故障容错组件中的功率开关器件提供控制信号；所述的功率变换器包括一直流母线电容以及三组功率变换单元，所述的功率变换单元包含两个带反并联二极管的开关管S1～S2以及两个续流二极管D1～D2；其中，开关管S1的一端与续流二极管D1的阴极、直流母线电容的一端以及直流电压的正极相连，开关管S1的另一端与对应相定子绕组的一端以及续流二极管D2的阴极相连，续流二极管D2的阳极与开关管S2的一端、直流母线电容的另一端以及直流电压的负极相连，开关管S2的另一端与对应相定子绕组的另一端以及续流二极管D1的阳极相连；所述的故障容错组件包括三组故障容错单元，所述的故障容错单元包含两个带反并联二极管的开关管S3～S4；其中，开关管S3的一端与直流电压的正极相连，开关管S3的另一端与开关管S4的一端以及对应相定子绕组的中间抽头节点相连，开关管S4的另一端与直流电压的负极相连。