[發明專利]一種開關磁阻電機位置信號在線故障診斷與容錯控制方法

有效

• 申請號: 201310348040.0
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103414408A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 宋建成;曲兵妮;靳志欣;耿蒲龍;田慕琴;許春雨;賈會永;張中華
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/12
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發明涉及一種開關磁阻電機位置信號在線故障診斷與容錯控制方法，尤其是一種在三相12/8極開關磁阻電機正常運行時一路或兩路位置信號故障狀態下，對位置信號進行在線檢測、故障診斷、容錯控制及恢復控制的方法。

背景技術

開關磁阻電機位置信號是控制系統確定相繞組導通順序的判斷依據，也是保證繞組換相正確性的基準信號；同時位置信號還作為電機速度反饋信號，以實現系統的速度閉環控制。現在普遍采用光敏位置傳感器來檢測轉子位置，但是這種傳感器容易受到粉塵、油污、碰撞等惡劣環境的影響而輸出錯誤的位置信號或中斷工作，從而產生較大的沖擊電流，給功率開關器件造成嚴重危害，并且會產生制動轉矩，影響開關磁阻電機的運行效率和輸出功率，繼而會導致電機缺相運行，轉矩脈動增大。位置傳感器的存在簡化了系統控制程序，但同時使得電機結構復雜化、系統運行可靠性降低。然而，某些特殊場合對系統可靠性要求極高，需要控制系統具有故障診斷能力和容錯能力，并且保證在故障后仍保持一定的輸出能力。因此，需要發明一種位置信號在線檢測、故障診斷、容錯控制及恢復控制方法，以便及時實現位置信號故障定位、類型判別以及故障后的容錯控制和恢復控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關磁阻電機位置信號在線故障診斷與容錯控制方法，用以解決開關磁阻電機位置信號故障導致的沖擊電流、制動轉矩以及缺相運行等問題。

本發明提供的技術方案是：一種開關磁阻電機位置信號在線故障診斷與容錯控制方法，通過位置傳感器實時檢測三相12/8極轉子旋轉位置，根據其反饋的三路位置信號組合順序及觸發邊沿確定電機轉子相對位置，以推算出轉子位置角q，再結合當前通電相可在線診斷出故障位置信號及其故障類型；并在故障狀態下重構失效的換相動作，執行正確的換相操作，進行位置信號的故障容錯與恢復控制，實現故障后電機的連續運行以及故障恢復時位置信號的正確切入。

所述的通過位置傳感器實時檢測轉子旋轉位置采用電平檢測方法，通過高低電平的組合順序及相鄰組合的角度間隔判斷故障與否。

所述的位置傳感器輸出三路位置信號的高低電平原則上有8種組合方式，但有效組合只有6種，對應三相12/8極開關磁阻電機轉子位置角q的范圍均為7.5°，正常運行時不存在三路位置信號全為高電平或全為低電平的狀態，受到干擾時會出現000或111狀態，此時就認為轉子位置信號出現錯誤。

所述的轉子位置角對應著一種特定位置信號組合和唯一的通電相。

所述的故障類型根據故障位置信號的數目，分為一路位置信號故障、兩路位置信號故障和三路位置信號故障三種形式。

所述的位置信號的故障容錯與恢復控制主要依據轉子位置角q，同時采用一個定時器T，其周期是電機轉1°的時間，定時器T每中斷一次，計數器加1，即給q增加1°；正常運行時，由通電相可確定該位置信號組合對應的q范圍，并將q修正為該范圍的初始角度；故障狀態下，通過當前q所處的范圍可獲得其所對應的位置信號組合，由此便可進行位置信號故障容錯與恢復控制，確定當前時刻正確的通電相。

本發明實現方便，運行可靠，在診斷過程中，每個轉子角周期內，都要對轉子位置角q角進行修正，不會產生累積誤差，所以不會對系統輸出性能造成累計影響；該方法能在線診斷出故障位置信號及故障類型并使系統盡快恢復正常穩定運行，提高了系統的可靠性。

附圖說明

圖1為位置傳感器的安裝示意圖；

圖2為位置信號與電感曲線的對應關系圖；

圖3為位置信號運行狀態類型圖；

圖4為位置信號故障診斷流程圖；

圖5為位置信號故障容錯控制流程圖；

圖6為位置信號故障恢復控制流程圖。

圖中：1、定子齒，2、定子槽，3、轉子齒，4、轉子槽，5、光電脈沖發生器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明，本發明不僅局限于此。