[發(fā)明專利]一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010500133.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111553094A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;崔思航;劉亮;張珂;鞏士磊;閻明;張戰(zhàn);袁利;李祥陽;李景
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);榮成市榮佳動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06K9/62;H02P6/34;G06F119/02
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于：

考慮了開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中熱應(yīng)力的影響，建立了功率變換器的熱模型與電氣模型，通過馬爾可夫模型來定量分析不同斬波模式下開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，并提出一種新的故障診斷標(biāo)準(zhǔn)；

本文提出的故障判據(jù)是用來反映三相輸出不平衡度的，三相輸出不平衡度是系統(tǒng)故障的常見因素，電磁轉(zhuǎn)矩雖然能直接反映三相輸出，但測(cè)量起來比較困難；幸運(yùn)的是，轉(zhuǎn)矩在θ_u和θ_a之間是正的，在θ_a和θ_T之間是負(fù)的；因此，可以間接反映三相輸出的I_phi定義如下：

式中，T_ph是轉(zhuǎn)子周期，i_phi是相電流，θ_u是未對(duì)準(zhǔn)位置，θ_a是對(duì)準(zhǔn)位置，θ_T是以弧度表示的轉(zhuǎn)子周期；接下來，給出了各相的不平衡度如下所示：

在理想工作條件下，所有工作點(diǎn)的K_i值都是相等的；最后，系統(tǒng)的不平衡度K_S可以用K_i來描述，如下所示：

不對(duì)稱半橋功率變換器(AHBPC)一般有10種故障類型即電容開路(OC)、電容短路(SC)、下管短路(SLT)、下管開路(OLT)、上管短路(SUT)、上管開路(OUT)、上二極管短路(SUD)、上二極管開路(OUD)、下二極管短路(SLD)和下二極管開路(OLD)；在正常情況下，K_A、K_B、K_C相等，K_S等于0.5；當(dāng)四種不確定故障即上管開路(OUT),上管短路(SUT),下管開路(OLT),或者下管短路(SLT)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和斬波方式有關(guān)，因此在進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí)，必須定量地確定運(yùn)行狀態(tài)；應(yīng)注意的是，在其它六種故障情況下，提出的故障判據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)決策不沖突；

由于交替斬波模式(ACM)在OUT和OLT故障時(shí)相當(dāng)于單斬波模式(SCM)下開關(guān)管開路，在SUT和SLT故障時(shí)相當(dāng)于單斬波模式下開關(guān)管短路，因此我們只考慮單斬波模式和雙斬波(DCM)模式下的情況；

根據(jù)如下公式計(jì)算結(jié)溫并提出了10％的誤差限制：

T_j＝T_u+P·Z_ju+T_a (4)

根據(jù)Chapman-Kolmogorov方程解得開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)處于有效狀態(tài)的概率矩陣P(t)

計(jì)算得出系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間：

結(jié)合功率器件的結(jié)溫，再由可靠度函數(shù)R(t)計(jì)算出開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了馬爾科夫模型定量分析開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)可靠性評(píng)估。