[發明專利]永磁同步電機開關霍爾位置傳感器故障判斷及定位方法

有效

• 申請號: 201510533218.8
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN105115416B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 楊駒豐;黃文新;邵佳俊;曹瑞武;卜飛飛;趙勇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.永磁同步電機開關霍爾位置傳感器故障判斷及定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)，所述永磁同步電機的三路開關霍爾輸出信號中只要有一路輸出信號發生跳變即觸發中斷，將此刻每一路開關霍爾輸出信號分別存儲在Hallx[i]中，同時，記錄相鄰兩次開關霍爾信號跳變之間的時間t_n；

其中，x＝a,b,c，i＝0～5，Hallx[i]為長度為6的一維數組；

t_n＝NT_s，n為計數變量，代表開關霍爾信號跳變的次數；N為相鄰兩次開關霍爾信號跳變獲得的脈沖數；T_s是主中斷周期時長；

步驟2)，若所述永磁同步電機的轉子在當前霍爾狀態的停留時間大于預設的時間閾值t_nmax，記錄所述永磁同步電機的轉子在當前霍爾狀態的停留時間t_m，若其滿足關系t_m>k*t_nmax，則判斷發生3路開關霍爾傳感器故障或傳感器電源故障，將故障標志位error_flag賦值為3；

其中，t_m＝NT_s；k為預先設定的大于1的整數；

步驟3)，若所述永磁同步電機的轉子在預設的時間閾值t_nmax內進行開關霍爾信號跳變，計數變量n累加1；

步驟4)，當計數變量n值累加至5時為1個故障判斷檢測周期，將計數變量n賦值為0；

步驟5)，若數組Hallx[j]中的每一個元素均滿足關系Hallx[j]≠Hallx[j+3]，將故障標志位error_flag賦值為0；

其中，j＝0～2；

步驟6)，若數組Hallx[j]中存在一組元素滿足關系Hallx[j]＝Hallx[j+3]，繼續運行u個故障判斷檢測周期，若都為同一組元素滿足關系Hallx[j]＝Hallx[j+3]，則判斷發生單路開關霍爾傳感器故障，將故障標志位error_flag賦值為1，并將Hallx定位為故障路霍爾；

其中，u為預先設定的整數；

步驟7)，若數組Hallx[j]中存在兩組元素滿足關系Hallx[j]＝Hallx[j+3]，繼續運行1個故障判斷檢測周期，并記錄電機轉子在此故障判斷檢測周期所經歷的時間，將其存儲在Time[j]中，若滿足關系2*Time[0]<Time[1]且2*Time[0]<Time[2]，則判斷發生雙路開關霍爾傳感器故障，將故障標志位error_flag賦值為2，并將Hallx定位為故障路霍爾；

其中，Time[0]為電機轉子在最后一個正常狀態經歷一個故障判斷檢測周期的時間，Time[1]、Time[2]分別為發生故障后電機轉子經過第一個故障判斷檢測周期的時間和經過第二個故障判斷檢測周期的時間；

步驟8)，將故障狀態及故障路開關霍爾反饋給控制器。

2.根據權利要求1所述的永磁同步電機開關霍爾位置傳感器故障判斷及定位方法，其特征在于，所述預設的時間閾值t_nmax通過以下方式得到：

首先采集轉子經過上一霍爾狀態的時間t_n-1，然后根據以下公式計算得到t_nmax：

$t_{nmax}=\frac{\frac{\mathrm{\&pi;}}{3}}{\frac{\mathrm{\&pi;}}{3}{t}_{n-1}+\frac{T_{emin}-T_{Lmax}}{J}}$

其中，J為系統機械轉動慣量，T_emin為電機輸出反向最大電磁轉矩，T_Lmax為電機所帶最大負載轉矩。