[發明專利]一種永磁直線電機電流傳感器零漂故障診斷方法

有效

• 申請號: 201911050241.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110794302B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 王偉;田偉杰;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

本發明公開了一種永磁直線電機電流傳感器零漂故障診斷方法，該診斷方法首先結合電機三相橋逆變器的開關觸發信號和直流母線電壓估測電機的端部線電壓，再經過線相變換和park變換得到電機的dq軸電壓，之后利用一種離散式電流觀測器對電機的dq軸電流進行初步估算，將估算電流和電流傳感器的實測電流作比較，進行信號處理分析。利用信號殘差的波動幅值判斷故障的發生，利用信號殘差的單倍頻波動判斷故障類型為零漂故障，最后構造零漂故障系數判斷故障相，從而實現電流傳感器零漂故障的診斷以及定位。本發明無需新增特殊的傳感器，即可實現對永磁直線電機相電流傳感器的零漂故障進行診斷，同時，電機參數的不準確對本發明的影響較小。

技術領域

本發明是一種永磁直線電機電流傳感器零漂故障診斷方法，屬于電機的故障診斷領域。

背景技術

在電機的閉環控制系統中，通常需要電機的電流信息和速度信息。在電機運行的過程中，由于電流沖擊以及電磁干擾等問題容易導致電流傳感器出現零漂故障而影響運行。

現階段對電流傳感器故障的分析主要分為兩種：基于模型的診斷方法和基于信號的診斷方法?；谀Ｐ偷脑\斷方法是構建觀測器模型觀測電機的實際電流，與測量電流進行比較，診斷故障。這一類型的故障對電機模型參數的依賴度較高，當模型不準確的時候，容易造成誤判?；谛盘柕脑\斷方法是選取能夠表征電流傳感器故障的信號，進行分析處理，實現故障的診斷。通常這種方法要么需要增加額外的測量設備，要么需要三相電流傳感器?，F有的診斷方法，不能夠同時滿足既對模型參數準確性的依賴性較低，又能夠適用于兩相電流傳感器的電機驅動系統。

發明內容

發明目的：本發明目的在于提出一種永磁直線電機電流傳感器零漂故障診斷方法，能夠在永磁直線電機運行時，利用電機驅動系統的現有運行監測量對電機兩相電流傳感器的零漂故障進行有效診斷。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明所述的一種永磁直線電機電流傳感器零漂故障診斷方法，結合開關觸發信號判斷電機的電壓，并利用電流觀測器估測電流，將估測電流與實際的電流值對比，對信號進行分析處理，利用信號特征判斷電流傳感器的零漂故障。該方法具體包括如下步驟：

(1)結合電機三相橋逆變器的觸發信號和直流母線電壓估測電機的端部線電壓，再進行線相變換和PARK變換得到電機的dq軸電壓；

(2)利用構建的離散式電流觀測器根據電機的dq軸電壓估算電機的dq軸電流；

(3)將根據電流傳感器實際測量值計算得到的dq軸電流與電流觀測器估算的dq軸電流作差并進行高通濾波；

(4)根據電流殘差的波動幅值是否超過設定的故障閾值判斷是否發生故障，并根據電流殘差周期判斷是否發生零漂故障，計算零漂故障系數并根據系數定位故障相；其中當d軸電流殘差周期period與周期閾值threshold_T相比，滿足0.75threshold_T＜period＜1.25threshold_T時判定發生零漂故障；零漂故障系數ZOFDI根據如下公式計算：

其中，i_dm為根據電流傳感器實際測量得到的d軸電流，i_dest為根據電流觀測器估算的d軸電流，θ_e為電機位置角，LPF表示低通濾波，HPF表示高通濾波，abs表示取絕對值；當零漂故障系數ZOFDI小于設定閾值時，A相電流傳感器故障，大于或等于設定閾值時，B相電流傳感器故障。

作為優選，所述步驟(2)中構建的離散式電流觀測器表示為：