[發明專利]雙凸極電機驅動器功率管故障診斷方法

無效

• 申請號: 200710024823.8
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101078747A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 尹航;周波;魏佳丹;胡朝燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R31/06
• 代理公司: 南京蘇高專利事務所
• 代理人: 闕如生

一、技術領域

本發明涉及雙凸極電機驅動器功率管故障診斷方法。

二、背景技術

雙凸極電機是在開關磁阻電機定子厄上鑲嵌永磁體或勵磁繞組構成的，具有結構簡單、控制靈活、功率密度高和高速性能好等優點。而在整個電機驅動系統中主功率變換器功率器件是最易發生故障的薄弱環節，故障后電機將工作在非平衡狀態，不但對整個系統穩定性造成一定的影響，同時可能燒毀電機帶來一系列嚴重后果。因此對主功率變換器進行實時在線故障檢測、診斷成為提高整個系統可靠性的關鍵。

雙凸極電機主功率電路與其它無刷機相似常采用全橋變換器以發揮其全周期出力的優勢，如圖1為基于全橋變換器的雙凸極電機主功率電路圖，其組成部分：直流電壓U_dc；直流母線濾波電容C；全橋變換器六個功率管T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆；反并在功率管兩端用于電機換相續流的二極管D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆；星形連接的雙凸極電機三相電樞繞組A、B、C；測量相電流的三相電流傳感器。在眾多文獻中已有針對全橋變換器功率管故障診斷的研究，大致分為兩種，一種是通過檢測橋臂下管電壓變化實現故障診斷，該方法實現簡單，快速性好，但是需要額外附加三個電壓傳感器增加了硬件成本、復雜度；另一種是在程序中將采樣的工作電流值與故障電流參考值進行比較實現故障診斷，該方法不需要附加任何硬件，但是需要通過延遲判斷的方法實現，快速性不如第一類。而且以上兩種方法都將重點放在功率管開路故障上，對可能導致橋臂直通的惡劣短路故障只是稍作提及，未作研究。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種雙凸極電機主功率電路故障在線快速診斷的方法，提高系統可靠性，同時為進一步容錯控制與后期故障維修提供精確的向導。

本發明采用以下技術方案實現上述目的。

一種雙凸極電機驅動器功率管診斷方法，該方法是，將第一功率開關管的源極與第二功率開關管的漏極相連，組成A相橋臂；將第三功率開關管的源極與第四功率開關管的漏極相連，組成B相橋臂；將第五功率開關管的源極與第六功率開關管的漏極相連，組成C相橋臂，A相橋臂中的第一功率開關管的漏極、B相橋臂中的第三功率開關管的漏極和C相橋臂中的第五功率開關管的漏極均連接于直流電源正輸出端；將六個電機換相續流二極管分別反向并聯在第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管兩端；將星形連接的雙凸極電機的A相電樞繞組連接于A相橋臂中第一、第二兩個功率開關管的串聯點，將B相電樞繞組連接于B相橋臂中第三、第四兩個功率開關管的串聯點，將C相電樞繞組連接于C相橋臂中第五、第六兩個功率開關管的串聯點，其特征在于，A相橋臂中的第二功率開關管的源極、B相橋臂中的第四功率開關管的源極、C相橋臂中的第六功率開關管的源極均各自連接一個電流傳感器后，再同時連接于直流電源的負輸出端，利用上述連接在三相橋臂上的三個電流傳感器檢測三相電流的同時還對續流電流信號進行檢測，并將任意導通邏輯狀態下相電流始終流過的橋臂下電流傳感器稱為相電流傳感器，將只有續流電流流過的橋臂下電流傳感器稱為續電流傳感器，在對續電流傳感器上電流進行數字化處理的基礎上，將相電流傳感器上電流進行數字化，結合功率管驅動信號與該時刻位置信號，根據故障時刻電流的變化實現功率管故障在線診斷。

本發明能快速在線診斷電機主功率電路的故障，提高了電機系統的可靠性，防止電機故障的發生。

四、附圖說明

圖1基于全橋變換器的雙凸極電機主功率電路圖。

圖2T₁管斬波控制對應導通電流情況。其中圖2(a)為T₁管導通時電流情況，圖2(b)為T₁管關斷時電流情況。

圖3本發明的全橋變換器電路原理圖。

圖4某一導通邏輯狀態下功率管故障。其中圖4(a)為單管開路，圖4(b)為單管短路，圖4(c)為雙管開路，圖4(d)為雙管短路。

圖5正常情況下T₁管驅動信號與各電流對應關系示意圖。

圖6T₁管開路故障下驅動信號與各電流對應關系示意圖。

圖7T₆管開路故障下驅動信號與各電流對應關系示意圖。