[發明專利]相冗余容錯結構的三相逆變器開路故障檢測方法

有效

• 申請號: 201410081812.3
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103869208A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 凡時財;劉曉龍;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于三相逆變器故障檢測技術領域，更為具體地講，涉及一種相冗余容錯結構的三相逆變器開路故障檢測方法。

背景技術

近年來，由電壓型逆變器供電的電機驅動系統在電動汽車上得到了大量應用，但是其中的逆變器卻極易發生故障。為了提高電動汽車的安全性和可靠性，需要對逆變器的故障進行實時有效的檢測、定位和隔離，并采取容錯控制。

為了不降低系統性能，目前使用最為廣泛的是在三相逆變器采用相冗余容錯結構。圖1是相冗余容錯結構的三相逆變器示意圖。如圖1所示，相冗余容錯結構的三相逆變器中，T1～T6六個開關管組成三相逆變器，T7、T8組成冗余的第四個橋臂11，用于隔離故障相的三個雙向晶閘管12，用來切換第四個橋臂的三個雙向晶閘管13。三相逆變器正常工作時，第四個橋臂不參與工作；發生故障時，用第四個橋臂11接替故障相繼續工作。圖2是基于相冗余容錯結構的電機驅動控制器的系統框圖。如圖2所示，基于相冗余容錯結構的電機驅動控制器包括，矢量控制模塊21、SVPWM（Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，空間矢量脈寬調制）調制模塊22、相冗余容錯逆變器23、電機24、速度傳感器25、電流傳感器26和開路故障檢測模塊27。

實現容錯控制的前提是對逆變器故障進行檢測。目前，針對逆變器開關管短路故障已經進行了大量的實質性工作，而開關管的開路故障并沒有得到應有的重視，因為開路故障發生后并不會導致系統馬上停機，但是它可能導致其他逆變器組件的二次故障，最后給系統帶來高額的維修成本。

針對逆變器開關管的開路故障，目前主要的研究方向之一是基于電壓的故障檢測方法。圖3是基于電壓的逆變器開關管開路故障檢測方法示意圖。如圖3所示，基于電壓的逆變器開關管開路故障檢測方法包括以下步驟：

（1）將兩相靜止坐標系下的參考電壓u_α、u_β（通常由電機期望轉速理論換算得到）經過Clark坐標變換轉化為三相參考電壓u_a、u_b、u_c，將兩相靜止坐標系下的期望電壓（由矢量控制模塊根據電機期望轉速電機實際轉速電機三相電流得到）經過Clark坐標變換轉化為三相期望電壓uc*:]]>