[發明專利]軟斬波模式下的基于位置管電流變化的故障診斷方法

在審

• 申請號: 202110480455.8
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113391179A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陳昊;全力;劉闖;朱紅軍;王星
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;江蘇金彭集團有限公司;江蘇大學;南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/52;G01R31/54;G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種軟斬波模式下的基于位置管電流變化的故障診斷方法。對于電機系統，故障的發生不可避免，一旦發生故障或停止運行，不僅會對系統造成影響，甚至會造成嚴重的事故，危機人身安全，引發巨大的經濟損失，因此對開關磁阻電機系統的故障診斷研究就顯得十分重要了。本發明針對軟斬波控制模式，即上下的主開關管是處于不同的工作模式。本發明提出了一種主開關管軟斬波模式下基于位置觀電流變化的故障診斷方法，判斷邏輯簡單，計算量小，易于在控制器中軟件實現。

技術領域

本發明涉及開關磁阻電機功率變換器領域。

背景技術

開關磁阻電機驅動系統已展現出廣闊的市場前景，但由于SRM雙凸極的定轉子之間存在脈動的磁吸力，所產生的的電磁轉矩仍然是脈動的，它會使轉子運行不平穩，出現輸出轉矩脈動、噪聲較大等問題。但由于SRD各相主電路之間相互獨立，低成本而高效率，使得它相比傳統電機更為安全可靠，適用于各種環境惡劣或可靠性要求高的場合。然而較高的可靠性并不代表不會出現故障，甚至在高可靠性要求的場合，SRD驅動系統一旦發生故障或停止運行，不僅會對系統造成影響，甚至會造成嚴重的事故，危機人身安全，引發巨大的經濟損失，因此對開關磁阻電機系統的故障診斷研究就顯得十分重要了。

發明內容

本發明提出了一種軟斬波模式下的基于位置管電流變化的故障診斷方法，具體如下。

一種軟斬波模式下的基于位置管電流變化的故障診斷方法，其特征在于：該設計方法包括以下步驟：

步驟1、給定一個開關磁阻電機功率變換器，該功率變換器包括開關管和二極管，控制方式采用的為軟斬波控制方式，即開關管分為斬波管和位置管。

步驟2、電流傳感器擺放在斬波管支路上，保證在開通區間可以檢測到電流即可。

步驟3、根據繞組電壓方程，可以得到不同開關狀態下的電流變化關系。

步驟4、因此可以反推，通過電流變化得到實際的開關狀態。由于開關管的故障可以視為開關管理論信號和實際信號的不匹配，短路故障即實際信號始終為高，開路故障即實際信號始終為低，因此只要與理論的開關狀態進行比較，就可以得到開關管的故障情況。

步驟5、由于要得到電流變化，它的計算分為固定頻率和隨機頻率兩種，分析了它們的優缺點。

步驟1所述的開關磁阻電機功率變換器的開關管類型為門極關斷晶閘管(GTO)、雙極型晶體管(BJT)、功率MOS場效應晶體管(power MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)其中之一。

步驟2的電流傳感器擺放在位置管支路。

步驟4理論開關狀態和實際開關狀態的比較，特征特征量包括理論開關狀態S_ae、實際開關狀態S_al和電流變化絕對值|Δi_al|。

步驟5的電流變化計算可以采取固定頻率和隨機頻率兩種。

步驟5的不同電流變化方法下，步驟5的不同電流變化方法下，為了躲開誤診斷，采樣頻率和斬波頻率存在理論關系。

本發明提出了一套軟斬波模式下的基于位置管電流變化的故障診斷方法，將開關管的故障可以視為開關管理論信號和實際信號的不匹配，理論上通過繞組電壓分析電流變化，由故障特征值定位故障。

附圖說明

圖1是開關磁阻電機軟斬波的四種回路。

圖2是開關磁阻電機軟斬波的三種基本運行模式。

圖3是開關磁阻電機軟斬波短路故障狀態。

圖4是開關磁阻電機軟斬波開路故障狀態。

圖5是本發明具體實施方式中給定的開關磁阻電機功率變換器拓撲結構。