進(jìn)行驅(qū)動，外部直流母線端為270V供電。圖1中，I n T2、T3、T4、T5、T6為驅(qū)動繞組 a、b、c的三相全橋驅(qū)動電路中的功率開關(guān)管，繞組a、b、c和繞組x、y、ζ為容錯電機(jī)的兩套 獨(dú)立繞組，load為驅(qū)動系統(tǒng)的負(fù)載。
[0045] 如圖2所示，是本發(fā)明所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)開路故障診斷方法的
【具體實(shí)施方式】，其具體實(shí)施步驟為：
[0046] 步驟1 :將采集到的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的兩套繞組（繞組a、b、c和繞 組x、y、z)中各自的相電流in(n = a, b, c和X，y, ζ)分別通過低通濾波器進(jìn)行濾波，然后將 濾波后的電流值通過Clark變換處理得到α-β坐標(biāo)系下各自實(shí)際電流值ial、i edPi。2、 i e 2，再將i a i、i μ和i。2、i e 2通過Pmk矢量處理器進(jìn)行處理得到處理后的電流基準(zhǔn)值11:1 和IU，再經(jīng)過歸一化處理器處理得到歸一化后的電機(jī)相電流inN，其中i a i、i e i和i a2、i e2 分別為：
[0047]
LlN 丄Λ rVJ Ij 0/D
[0048]
[0049] 將ial、丨^和i α2、ie2通過Park矢量處理器進(jìn)行處理得到處理后的電流基準(zhǔn)值
[0050]
[0051] 將采集到的雙繞組永磁容錯電機(jī)兩套繞組（繞組a、b、c和繞組x、y、z)中各自的 相電流i a、ib、1。和i x、iy、iz分別與電流基準(zhǔn)值丨I和I ?? I經(jīng)過歸一化處理器處理得到歸一 化后的電機(jī)相電流inN:
[0052]
[0053] 步驟2 :將歸一化后的電機(jī)相電流inN分別經(jīng)過平均值計算器和絕對值計算器進(jìn)行 處理得到平均電流值<i nN>和電流絕對值I inN I，再將計算得到的平均電流值<inN>送入平均 電流判斷故障準(zhǔn)則進(jìn)行故障預(yù)判斷，然后將計算得到的電流絕對值I inN|進(jìn)行絕對值取平 均處理器處理得到電流絕對值的平均值<|inN|>，再將<|i nN|>和基準(zhǔn)值ξ -同送入絕對值 的平均電流判斷故障準(zhǔn)則進(jìn)行故障預(yù)判斷，其中平均電流判斷故障準(zhǔn)則為：
[0054]
[0055] 其中，In為平均電流判斷的故障診斷信號，I。= 0. 23為平均電流值判斷閥值，當(dāng) <inN> > I。時，I。為H，表示驅(qū)動系統(tǒng)的下功率管開路故障；當(dāng)-I。彡<i nN>彡I。時，I "為M， 表示驅(qū)動系統(tǒng)的電機(jī)繞組開路故障（等效為同一橋臂的上、下功率管同時開路的故障）或 驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行正常；當(dāng)<i nN> < -1。時，I "為L，表示驅(qū)動系統(tǒng)的上功率管開路故障；
[0056] 絕對值的平均電流判斷故障準(zhǔn)則為：
[0057]
[0058]
[0059] 其中，dn為正常情況與故障情況下的歸一化相電流絕對值的平均值的偏差值， ξ~0. 5198為系統(tǒng)正常情況下，歸一化相電流絕對值的平均值，DnS絕對值的平均電流判 斷的故障診斷信號，ka = 0. 1、k ρ = 0. 3分別為絕對值的平均電流的判斷閥值，當(dāng)d k ρ 時，隊為1表示驅(qū)動系統(tǒng)的電機(jī)繞組開路故障（等效為同一橋臂的上、下功率管同時開路 的故障）；當(dāng)ka< dn< k e時，DAP，表示驅(qū)動系統(tǒng)單個功率管的開路故障；當(dāng)K k α 時，隊為Ν，表示驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行正常；
[0060] 步驟3 :將得到的平均電流判斷故障準(zhǔn)則和絕對值的平均電流判斷故障準(zhǔn)則一同 送入開路故障診斷與定位處理得到電驅(qū)動系統(tǒng)的具體故障，其具體的故障診斷與定位判據(jù) 為：（1)當(dāng)D a*p，Db為N，D。為N，IaSL時，表示診斷出的故障為驅(qū)動a相的上功率管（功 率管T 1)出現(xiàn)開路故障；（2)當(dāng)03為P，Db為N，D。為N，IaSH時，表示診斷出的故障為驅(qū)動 a相的下功率管（功率管!^)出現(xiàn)開路故障；（3)當(dāng)03為1，13為1時，表示診斷出的故障為 驅(qū)動系統(tǒng)的a相電機(jī)繞組開路故障；(4)當(dāng)0 3為N，Db為P，D。為N，IbSL時，表示診斷出 的故障為驅(qū)動b相的上功率管（功率管T 3)出現(xiàn)開路故障；(5)當(dāng)03為N，D b為P，D。為N， IbSH時，表示診斷出的故障為驅(qū)動b相的下功率管（功率管T4)出現(xiàn)開路故障；(6)當(dāng)D b 為W，1,為M時，表示診斷出的故障為驅(qū)動系統(tǒng)的b相電機(jī)繞組開路故障；（7)當(dāng)D 3為N，D b 為N，D。為P，I。為L時，表示診斷出的故障為驅(qū)動c相的上功率管（功率管!^)出現(xiàn)開路故 障；(8)當(dāng)03為N，D b為N，D。為P，I。為H時，表示診斷出的故障為驅(qū)動c相的下功率管（功 率管T6)出現(xiàn)開路故障；(9)當(dāng)D。為W，I。為M時，表示診斷出的故障為驅(qū)動系統(tǒng)的c相電 機(jī)繞組開路故障。
[0061] 以上實(shí)施方式僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡 是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，其特征在于，該方法包括以下 步驟： 步驟1 :將采集到的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的兩套繞組中各自的相電流，分別 通過低通濾波器進(jìn)行濾波，然后將濾波后的電流值通過Clark變換處理得到α-β坐標(biāo)系 下各自實(shí)際電流值； 對各實(shí)際電流值通過Park矢量處理器進(jìn)行處理，最后將得到的電流基準(zhǔn)值和所述各 自相電流值輸入歸一化處理器中進(jìn)行歸一化處理； 步驟2 :將歸一化后的電機(jī)相電流inN分別經(jīng)過平均值計算器和絕對值計算器進(jìn)行處 理；其后，對得到的平均電流值通過平均電流判斷故障準(zhǔn)則進(jìn)行故障預(yù)判斷，對得到的電流 絕對值進(jìn)行絕對值取平均處理器處理；再將電流絕對值的平均值和基準(zhǔn)值一同作為絕對值 的平均電流判斷故障的輸入值來進(jìn)行故障預(yù)判斷； 步驟3 :最終，將得到的平均電流判斷故障準(zhǔn)則的結(jié)果和絕對值的平均電流判斷故障 準(zhǔn)則的結(jié)果一同送入開路故障診斷與定位處理環(huán)節(jié)得到電驅(qū)動系統(tǒng)的具體故障。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，其特征 在于，該診斷方法提供一雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雙繞組永磁容錯電機(jī) 以及其驅(qū)動電路；其中，所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)包括十二槽定子和十極表貼式永磁體 轉(zhuǎn)子，其定子中包含兩套相互獨(dú)立的對稱的三相集中式隔齒繞制的電樞繞組，所述電機(jī)的 驅(qū)動電路為兩套三相全橋驅(qū)動電路，分別對各套電樞繞組進(jìn)行驅(qū)動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，其特征 在于， 在所述步驟1中，令電機(jī)兩套繞組α 坐標(biāo)系下各自實(shí)際電流值為ial、和i。2、 ie2，通過Park矢量處理器進(jìn)行處理得到處理后的電流基準(zhǔn)值I。I和1? I，再經(jīng)過歸一化處 理器處理得到歸一化后的電機(jī)相電流inN，其中ial、iM和i。 2、ie2分別為：其中，in (n = a, b, c和X，y, z)為采集到的兩套繞組中各自的相電流值； 歸一化后的電機(jī)相電流inN為：4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，其特征 在于， CN 105158627 A TA 文小 ~P 2/2 貞 在所述步驟2中，平均電流判斷故障準(zhǔn)則為：其中，In為平均電流判斷的故障診斷信號，I。為平均電流值判斷閥值，當(dāng)<i nN> > I。時， 1"為H，表示驅(qū)動系統(tǒng)的下功率管開路故障；當(dāng)-I<i nN> < I。時，I "為M，表示驅(qū)動系統(tǒng) 的電機(jī)繞組開路故障或驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行正常；當(dāng)<inN> < -Ic時，I "為L，表示驅(qū)動系統(tǒng)的上功 率管開路故障； 絕對值的平均電流判斷故障準(zhǔn)則為：其中，dn為正常情況與故障情況下的歸一化相電流絕對值的平均值的偏差值，ξ為系 統(tǒng)正常情況下，歸一化相電流絕對值的平均值，Dn為絕對值的平均電流判斷的故障診斷信 號，n = a，b, c ;ka、kp分別為絕對值的平均電流的判斷閥值；當(dāng)dn> k ρ時，DjW，表示驅(qū) 動系統(tǒng)的電機(jī)繞組開路故障；當(dāng)ka< dn< k e時，DnS P，表示驅(qū)動系統(tǒng)單個功率管的開路 故障；當(dāng)dn< k a時，D "為N，表示驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行正常。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，其特征 在于， 所述步驟3中，對故障診斷與定位處理的具體判斷依據(jù)為： (1) 當(dāng)〇3為P，D b為N，D。為N，I 3為L時，表示診斷出的故障為驅(qū)動a相的上功率管出 現(xiàn)開路故障； (2) 當(dāng)03為P，D b為N，D。為N，I 3為H時，表示診斷出的故障為驅(qū)動a相的下功率管出 現(xiàn)開路故障； (3) 當(dāng)Da*W，IaSM時，表示診斷出的故障為驅(qū)動系統(tǒng)的a相電機(jī)繞組開路故障； (4) 當(dāng)03為N，D b為P，D。為N，I L時，表示診斷出的故障為驅(qū)動b相的上功率管出 現(xiàn)開路故障； (5) 當(dāng)03為N，D b為P，D。為N，I H時，表示診斷出的故障為驅(qū)動b相的下功率管出 現(xiàn)開路故障； (6) 當(dāng)Db為W，IbSM時，表示診斷出的故障為驅(qū)動系統(tǒng)的b相電機(jī)繞組開路故障； (7) 當(dāng)03為N，D b為N，D。為P，I。為L時，表示診斷出的故障為驅(qū)動c相的上功率管出 現(xiàn)開路故障； (8) 當(dāng)03為N，D b為N，D。為P，I。為H時，表示診斷出的故障為驅(qū)動c相的下功率管出 現(xiàn)開路故障； (9) 當(dāng)D。為W，I。為M時，表示診斷出的故障為驅(qū)動系統(tǒng)的c相電機(jī)繞組開路故障。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的開路故障診斷方法，該方法將采集到的電機(jī)相電流分別經(jīng)過低通濾波器、Clark變換、Park矢量處理器、歸一化處理器、平均值計算器、絕對值計算器和絕對值取平均處理器的變換和處理得到電機(jī)歸一化相電流的平均值和歸一化相電流絕對值的平均值，以這兩個值為基礎(chǔ)來構(gòu)造系統(tǒng)的故障診斷變量，從而實(shí)現(xiàn)對雙繞組永磁容錯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)開路故障的實(shí)時檢測和定位。該方法不需要增加額外的電流傳感器，簡單易行，可靠性高，通過對歸一化電流平均值和其絕對值的平均值的聯(lián)合使用，避免了常規(guī)診斷方法由于負(fù)載突變等原因易產(chǎn)生的誤診斷，同時診斷時間也大大縮短，可以有效地實(shí)時檢測和定位系統(tǒng)的開路故障。
【IPC分類】G01R31/02
【公開號】CN105158627
【申請?zhí)枴緾N201510528008
【發(fā)明人】蔣雪峰, 黃文新, 姜文
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月25日