[發(fā)明專利]一種基于攪拌器的無刷直流電機(jī)開路故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010856491.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN111983451B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張錦;袁夢(mèng);劉萍;李傳之;汪勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宿遷學(xué)院
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G01R31/54
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32264
• 代理人: 丁雪

本發(fā)明公開了一種基于攪拌器的無刷直流電機(jī)開路故障診斷方法。首先，采樣無刷直流電機(jī)霍爾傳感器信號(hào)H_A、H_B和H_C，利用工作區(qū)間判斷器計(jì)算得到工作區(qū)間信號(hào)S_n；然后，采樣無刷直流電機(jī)的a相電流值，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，根據(jù)a相采集的電流大小，產(chǎn)生故障標(biāo)志信號(hào)F_n；最后，根據(jù)故障標(biāo)志信號(hào)狀態(tài)，判斷逆變器是否發(fā)生開路故障，并得到故障開關(guān)管的位置信息，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。本方法實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)逆變器開路故障的在線診斷，以便于在攪拌器控制電路中逆變器發(fā)生開路故障時(shí)及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而降低無刷直流電機(jī)系統(tǒng)因逆變器開路故障而造成的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于攪拌器的無刷直流電機(jī)開路故障診斷方法，可應(yīng)用于逆變器故障診斷。

背景技術(shù)

小型攪拌器具有重量輕、體積小、省力、高效率、多功能、攜帶方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，其核心是一種帶有多片交互式攪拌葉的攪拌頭以實(shí)現(xiàn)了三維高速立體攪拌。而無刷直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上采用電子換相代替了傳統(tǒng)有刷電機(jī)的電刷和換向器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速性能優(yōu)越，功率密度高等優(yōu)勢(shì)，所以將其應(yīng)用于攪拌器中，實(shí)現(xiàn)正反向攪拌，高低速攪拌等功能。由于電力電子器件的脆弱性及其控制的復(fù)雜性，逆變器是整個(gè)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)。電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率管開路故障將增加其他器件的使用壓力，容易造成二次故障的發(fā)生。因此必須采取措施，及時(shí)診斷故障發(fā)生處，為容錯(cuò)控制及故障的排除提供依據(jù)。

目前，對(duì)于開關(guān)管故障診斷常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法容易陷入局部極小點(diǎn)的問題，而對(duì)于大多基于電流或電壓檢測(cè)的方法，需要增加大量硬件電路或使用復(fù)雜的信號(hào)提取電路和處理算法，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不高。因此，提出一種基于相電流信號(hào)檢測(cè)的單管開路故障用于攪拌器電機(jī)控制部分檢測(cè)。首先，采樣無刷直流電機(jī)霍爾傳感器信號(hào)H_A、H_B和H_C，計(jì)算得到當(dāng)前工作區(qū)間信號(hào)S_n；然后，采樣無刷直流電機(jī)的a相電流值，有動(dòng)作信號(hào)D產(chǎn)生后，再次進(jìn)行特定狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，獲取對(duì)應(yīng)故障信號(hào)F_n；最后，判斷逆變器是否發(fā)生開路故障，并得到故障開關(guān)管的位置信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有無刷直流電機(jī)開路故障的診斷方法存在的問題，提出一種基于相電流檢測(cè)的應(yīng)用于攪拌器的無刷直流電機(jī)控制電路開路故障診斷方法，該方法不需要增加大量硬件電路或使用復(fù)雜的信號(hào)提取電路，并且信號(hào)處理算法簡(jiǎn)單，可以快速地檢測(cè)出逆變器的單管開路故障，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)解決方案如下：

一種基于攪拌器的無刷直流電機(jī)開路故障診斷方法，包括如下步驟：

步驟1：在每一個(gè)控制周期中，采樣無刷直流電機(jī)霍爾傳感器信號(hào)H_a、H_b和H_c，利用已定義的工作區(qū)間判斷器計(jì)算得到工作區(qū)間信號(hào)S_n，其中n＝1～6；

步驟2：將當(dāng)前工作區(qū)間信號(hào)保存，判斷所寄存的工作區(qū)間信號(hào)是否為1或3，若不是，則繼續(xù)刷新區(qū)間信號(hào)并檢測(cè)電流；若是，采樣當(dāng)前無刷直流電機(jī)a相電流值，并計(jì)算當(dāng)前故障標(biāo)志信號(hào)F_n，再通過延時(shí)，采集滿足當(dāng)前信號(hào)與寄存信號(hào)和為7的相電流；再通過比較是否為常態(tài)電流得到此時(shí)故障標(biāo)志信號(hào)F_n，其中n＝1～4；

步驟3：根據(jù)故障標(biāo)志信號(hào)F_n，通過故障位置判斷器，判斷逆變器開關(guān)管故障位置；