[发明专利]开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器主开关故障检测法

摘要

本发明公开了一种开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器主开关故障检测法。本发明通过检测开关磁阻电机功率变换器的各相电流瞬时值，计算出各相标准化电流平均值间的两两差值，并将每个差值视为一个元素，构建故障特征量集合Ek。通过比较集合中各元素与诊断阈值的大小关系，判断集合中元素属于故障诊断表中的哪种情况。根据表中情况详情检测出故障发生、故障类型、故障相。若故障类型为开路，则通过计算故障相电流退磁时间占比识别故障元件；若故障类型为短路，则通过判断主开关通断状态识别故障元件。本发明方法不仅能够精准、快速检测出故障详情，而且适用于多种相数的开关磁阻电机功率变换器，无需添加任何额外传感器，通用性强，可靠性高，实施效果良好。

主权项

一种开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器主开关故障检测法，其特征在于：按照下述步骤进行：(1)检测开关磁阻电机各相电流；(2)由公式计算出标准化相电流INkINk=IN|Iref|---(1)]]>其中IN为相电流瞬时值，Iref为给定相电流参考值，N为电机各相名称，N＝A、B、C、…，(3)再由公式计算出标准化相电流平均值INk‾=1T∫0TINkdt---(2)]]>式中其中ωm为电机角速度，Nr为转子极数，分别计算出各相标准化相电流平均值间的两两差值，(4)建立故障特征量集合Ek，将上述每个差值视为一个元素，构成集合Ek，即Ek＝{EAB，EAC，…，EDE，…}，其中该集合的元素个数是关于电机相数n的函数关系式，即元素个数＝(n2—n)/2，其中2≤n≤9；即当电机相数n＝2时，集合Ek中包含元素个数为1，为Ek＝{EAB}；当电机相数为n＝3时，集合Ek中包含元素个数为3，为Ek＝{EAB，EAC，EBC}；当电机相数n＝4时，集合Ek中包含元素个数为6，为Ek＝{EAB，EAC，EAD，EBC，EBD，ECD}，依次类推；将集合Ek中各元素值，即各相标准化相电流平均值间的差值作为故障特征量，集合Ek为故障特征量集合；(5)首先判断主开关是否发生故障：当集合Ek中存在(n‑1)个元素的绝对值大于0.05，且这些元素的下标含有一个相同的标识，则可判断出开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器主开关发生故障；否则判断为主开关无故障；如判断主开关有故障，接下来判断主开关故障类型与故障相：将集合Ek的元素匹配故障诊断表中所属情况，判断出开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器主开关故障类型与故障相；其中po为开路故障判断阈值、ps为短路故障判断阈值，po＝0.07，ps＝0.08；开关磁阻电机常用方案为三相6/4极、三相12/8极、四相8/6极，所述故障诊断表为下述表1和表2，具体为三相和四相开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器故障情况与故障特征量集合Ek中各元素的对应关系；表1 三相开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器故障诊断表表2 四相开关磁阻电机不对称半桥型功率变换器故障诊断表