[发明专利]一种双逆变器拓扑结构的开绕组电机驱动系统中逆变器故障诊断与容错控制方法

摘要

本发明涉及一种开绕组电机驱动系统中逆变器故障诊断与容错控制运行的方法。通过将普通三相电机绕组中性点拆开，在其两端级联两个标称的两电平逆变器由双电源供电，当两逆变器任一桥臂开关器件由于过压击穿或在恶劣工况下导致短路，短路电流流过检测电阻发出过流保护信号。控制器对这个报错信号迅速处理并且定位逆变器位置，立即闭合电磁继电器，切除故障相逆变器电源维持稳定的转矩输出，实现驱动装置的容错运行。在出现开关器件开路情况下，对应相序的扇区时间会相应变小，经过软件检测锁定故障位置可按照短路故障容错方式运行。

主权项

1.一种双逆变器拓扑结构的开绕组电机驱动系统中逆变器故障诊断与容错控制方法，其特征在于：由双逆变器拓扑结构的开绕组电机驱动系统中逆变器故障诊断与容错控制电路实现，该电路包括初级电磁继电器(7)和初级过流检测电阻(9)，以及次级电磁继电器(8)和次级过流检测电阻(10)；初级电磁继电器(7)包括第一常开开关(7‑1)、第二常开开关(7‑2)、第三常开开关(7‑3)和第一常闭开关(7‑4)，初级电磁继电器(7)的第一常开开关(7‑1)与初级直流电压源(5)并联，初级过流检测电阻(9)串联在初级电压源(5)和初级电容(3)之间，第一常闭开关(7‑4)串联在初级电容(3)和初级逆变器(1)之间，第二常开开关(7‑2)的一端连接初级直流电压源(5)与初级电容(3)的公共端，第二常开开关(7‑2)的另一端连接次级直流电压源(6)与次级电容(4)的公共端，第三常开开关(7‑3)的一端连接初级过流检测电阻(9)与初级电容(3)的公共端，第三常开开关(7‑3)的另一端连接次级过流检测电阻(10)与次级电容(4)的公共端；次级电磁继电器(8)包括第四常开开关(8‑1)、第五常开开关(8‑2)、第六常开开关(8‑3)和第二常闭开关(8‑4)，次级电磁继电器(8)的第四常开开关(8‑1)与次级直流电压源(6)并联，次级过流检测电阻(10)串联在次级电压源(6)和次级电容(4)之间，第二常闭开关(8‑4)串联在次级电容(4)和次级逆变器(2)之间，第五常开开关(8‑2)的一端连接初级直流电压源(5)与初级电容(3)的公共端，第五常开开关(8‑2)的另一端连接次级直流电压源(6)与次级电容(4)的公共端，第六常开开关(8‑3)的一端连接初级过流检测电阻(9)与初级电容(3)的公共端，第六常开开关(8‑3)的另一端连接次级过流检测电阻(10)与次级电容(4)的公共端；电机容错运行后初级电磁继电器(7)或次级电磁继电器(8)的常闭开关断开，将故障逆变器切除，常开闭合将两电源并联运行，出现开关器件开路后的逆变器故障诊断与故障容错运行的步骤包括：(1)检测电压矢量作用下相邻两个矢量的作用时间T1和T2，将检测到的T1和T2与给定值比较，如果T1和T2时间大于给定值，判断发生故障；(2)根据异常的T1和T2的出现的先后顺序判断发生故障的逆变器，如果是T1在先，T2在后，则判断初级逆变器发生故障；如果是T2在先，T1在后，判断次级逆变器发生故障；(3)控制器迅速响应动作电磁继电器，如果是初级逆变器发生故障，将第一常闭开关(7‑4)断开，第一常开开关(7‑1)闭合，将反并联在第一逆变器开关元器件上的二极管共阴极和共阳极短接在一起，同时第二常开开关(7‑2)和第三常开开关(7‑3)闭合，将初级直流电压源(5)并联到次级直流电压源(6)继续工作；如果是次级逆变器发生故障，将第二常闭开关(8‑4)断开，第四常开开关(8‑1)闭合，将反并联在第二逆变器开关元器件上的二极管共阴极和共阳极短接在一起，同时第五常开开关(8‑2)和第六常开开关(8‑3)闭合，将次级直流电压源(6)并联到初级直流电压源(5)继续工作。