[发明专利]无刷直流电机两相短路故障定位与容错运行控制方法

摘要

本发明公开了一种无刷直流电机两相短路故障定位与容错运行控制方法，包括步骤：一、三相电流数据采集及传输；二、三相电流数据分析处理及无刷直流电机两相短路故障定位；三、微处理器模块根据两相短路故障定位结果对无刷直流电机进行四步换相容错运行控制。本发明方法步骤简单，实现方便，故障定位时间短，准确性高，容错运行控制方法能够保证无刷直流电机在绕组两相短路故障后仍稳定可靠工作，有效提高了无刷直流电机系统工作的可靠性和稳定性，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

主权项

1.一种无刷直流电机两相短路故障定位与容错运行控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、三相电流数据采集及传输：在无刷直流电机(9)绕组换向工作的六个工作状态内，A相电流传感器(1)、B相电流传感器(2)和C相电流传感器(3)分别对无刷直流电机(9)工作的A相电流、B相电流和C相电流进行检测，A相A/D转换器(4)、B相A/D转换器(5)和C相A/D转换器(6)分别对A相电流传感器(1)、B相电流传感器(2)和C相电流传感器(3)检测到的信号进行采集并将采集到的信号输出给微处理器模块(7)；其中，A相A/D转换器(4)、B相A/D转换器(5)和C相A/D转换器(6)与无刷直流电机(9)的PWM控制同步触发，A相A/D转换器(4)、B相A/D转换器(5)和C相A/D转换器(6)的采样周期与无刷直流电机(9)的PWM控制周期相同，且在PWM控制周期的高电平时间段t_on内进行采样；步骤二、三相电流数据分析处理及无刷直流电机(9)两相短路故障定位，具体过程为：步骤201、所述微处理器模块(7)对A相A/D转换器(4)、B相A/D转换器(5)和C相A/D转换器(6)输出给其的信号进行分析处理，得到A相电流的大小和方向，B相电流的大小和方向，以及C相电流的大小和方向；步骤202、在无刷直流电机(9)绕组换向工作的六个工作状态内，所述微处理器模块(7)判断A相电流、B相电流和C相电流的流向是否发生了变化，当A相电流、B相电流或C相电流的流向发生了变化时，所述微处理器模块(7)根据电流的流向变化情况定位两相短路故障；当A相电流、B相电流和C相电流的流向均未发生变化时，执行步骤203；步骤202中所述微处理器模块(7)根据电流的流向变化情况定位两相短路故障的具体方法为：定义无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ为[0°,60°)、[60°,120°)、[120°,180°)、[180°,240°)、[240°,300°)和[300°,360°)六个区间，并定义S₁工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[0°,60°)区间，A相电流为0，B相电流为正方向，C相电流为负方向；定义S₂工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[60°,120°)区间，A相电流为负方向，B相电流为正方向，C相电流为0；定义S₃工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[120°,180°)区间，A相电流为负方向，B相电流为0，C相电流为正方向；定义S₄工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[180°,240°)区间，A相电流为0，B相电流为负方向，C相电流为正方向；定义S₅工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[240°,300°)区间，A相电流为正方向，B相电流为负方向，C相电流为0；定义S₆工作状态为无刷直流电机(9)转子转动的电角度θ在[300°,360°)区间，A相电流为正方向，B相电流为0，C相电流为负方向；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₁工作状态，当A相电流从0变为正方向，且B相电流和C相电流流向不变时，判断为AB两相短路；当A相电流从0变为负方向，且B相电流和C相电流流向不变时，判断为AC两相短路；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₂工作状态，当C相电流从0变为负方向，且A相电流和B相电流流向不变时，判断为AC两相短路；当C相电流从0变为正方向，且A相电流和B相电流流向不变时，判断为BC两相短路；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₃工作状态，当B相电流从0变为负方向，且A相电流和C相电流流向不变时，判断为AB两相短路；当B相电流从0变为正方向，且A相电流和C相电流流向不变时，判断为BC两相短路；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₄工作状态，当A相电流从0变为负方向，且B相电流和C相电流流向不变时，判断为AB两相短路；当A相电流从0变为正方向，且B相电流和C相电流流向不变时，判断为AC两相短路；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₅工作状态，当C相电流从0变为负方向，且A相电流和B相电流流向不变时，判断为BC两相短路；当C相电流从0变为正方向，且A相电流和B相电流流向不变时，判断为AC两相短路；在无刷直流电机(9)绕组换向工作的S₆工作状态，当B相电流从0变为负方向，且A相电流和C相电流流向不变时，判断为BC两相短路；当B相电流从0变为正方向，且A相电流和C相电流流向不变时，判断为AB两相短路；步骤203、微处理器模块(7)调用故障定位模块并根据故障电流阈值判断法定位两相短路故障；步骤三、微处理器模块(7)根据两相短路故障定位结果对无刷直流电机(9)进行四步换相容错运行控制。