[發(fā)明專利]開關(guān)磁阻電機功率變換器電流比積分均值差故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710450165.2
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107356870B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳昊;楊劍;徐帥;唐琛;陳祖鴻;任興;金凱豐;端木子昂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于電機驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，一種開關(guān)磁阻電機功率變換器電流比積分均值差故障診斷方法。本方法針對電流滯環(huán)控制下開關(guān)磁阻電機功率變換器的主開關(guān)管開路和短路故障類型進(jìn)行診斷，首先計算參考電流i_ref和各相相電流i_n的電流比系數(shù)i_rn，然后將計算各相電流比系數(shù)i_rn在一個轉(zhuǎn)子周期內(nèi)的積分平均值i_{rn_av}，以各相積分平均值之間的偏差系數(shù)i_dn作為診斷特征量，并設(shè)定相應(yīng)的診斷特征量判定閥值和診斷規(guī)則，從而實現(xiàn)功率變換器主開關(guān)管故障類型的確定。所提的故障診斷方法具有良好的魯棒性，無需增加額外的傳感器，同時n相電機具有的n個相應(yīng)的診斷特征量，從而能夠提高診斷精度和防止誤診斷的發(fā)生，適用于不同相數(shù)、不同拓?fù)涔β首儞Q器的故障診斷，具有良好的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機功率變換器電流比積分均值差故障診斷方法，尤其是適用于各種相數(shù)、各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同功率等級的開關(guān)磁阻電機功率變換器。

背景技術(shù)

功率變換器是開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其正常運行是實現(xiàn)系統(tǒng)高可靠性運行的基礎(chǔ)。針對功率變換器有效的故障診斷能為容錯控制的實施提供有效保證，而且準(zhǔn)確可靠的故障診斷方法也能夠避免故障的進(jìn)一步傳播，降低系統(tǒng)維修成本，提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟效益。在電流滯環(huán)控制下，開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)發(fā)生開路和短路故障時所產(chǎn)生的參考電流以及相電流變化情況均有明顯差異，同時參考電流和相電流的大小會受到不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的影響，而過程復(fù)雜的診斷方法容易增加實施診斷的成本和減低實施的可行性，因此需要研究一種對負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速具有較好魯棒性、診斷過程簡單、準(zhǔn)確有效的故障診斷方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服開關(guān)磁阻電機功率變換器已有故障診斷技術(shù)中存在的問題，提供一種電流滯環(huán)控制下電流相對偏差系數(shù)的故障診斷方法實現(xiàn)功率變換器故障類型的準(zhǔn)確判定。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種開關(guān)磁阻電機功率變換器電流比積分均值差故障診斷方法的實施步驟是：

1)為了避免診斷特征量受到負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的影響，保證診斷過程對不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速具有一定的魯棒性，同時考慮相電流和參考電流這兩個變量，實時采集功率變換器參考電流i_ref和各相相電流i_n的值，針對三相開關(guān)磁阻電機，A、B、C三相的電流分別為i_A、i_B、i_C,定義各相電流和參考電流的電流比系數(shù)i_rn，如式(1)所示；

2)為了避免電流比系數(shù)i_rn的時變性而造成的誤診斷，增強診斷結(jié)果的可靠穩(wěn)定程度，定義各相電流比系數(shù)i_rn在一個轉(zhuǎn)子周期T內(nèi)的積分平均值i_{rn_av}，如式(2)所示；

3)考慮到任意相故障時功率變換器每一相積分平均值i_{rn_av}均發(fā)生變化而不易進(jìn)行故障診斷的特點，因而上述定義的電流相對比例系數(shù)i_rn不能直接用來當(dāng)作診斷特征量來進(jìn)行故障診斷。為了突出故障相的故障特征，定義各相積分平均值i_{rn_av}相互之間的偏差系數(shù)i_dn作為診斷特征量，其中n表示三相開關(guān)磁阻電機的A、B、C三相，如式(3)所示；