一種無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及故障診斷技術(shù)，尤其涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著民用飛機(jī)多電技術(shù)的發(fā)展，以及高磁能和稀土永磁材料的研究應(yīng)用、大功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器件的出現(xiàn)，大功率無(wú)刷直流電機(jī)在燃油系統(tǒng)、飛控作動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來(lái)越普遍。無(wú)刷直流電機(jī)作為一種機(jī)電設(shè)備，長(zhǎng)期運(yùn)行有發(fā)生故障的隱患，通過(guò)發(fā)展無(wú)刷直流電機(jī)的健康監(jiān)控技術(shù)，能夠?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)的容錯(cuò)控制、飛機(jī)系統(tǒng)的快速排故維修提供技術(shù)支撐。
[0003]在現(xiàn)役的國(guó)內(nèi)外民機(jī)大功率無(wú)刷直流電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，一般是在無(wú)刷直流電機(jī)上電啟動(dòng)前，通過(guò)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、控制電路以及電機(jī)本體進(jìn)行簡(jiǎn)單的自檢測(cè)，包? DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理器)自檢測(cè)、A/D (Analog/Digital，模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器自檢測(cè)、CAP(Carrierless Amplitude Phase，無(wú)載波幅相調(diào)制)口自檢測(cè)、霍爾傳感器自檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)電路和功率管自檢測(cè)以及無(wú)刷直流電機(jī)的自檢測(cè)，通過(guò)各類(lèi)自檢測(cè)，在無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。
[0004]在無(wú)刷直流電機(jī)啟動(dòng)之后，雖然可以實(shí)現(xiàn)一定程度上的故障監(jiān)控，但是，所述故障監(jiān)控僅僅局限于在電機(jī)的電路中設(shè)置了幾種簡(jiǎn)單的故障檢測(cè)電路用于保護(hù)電機(jī)的控制及驅(qū)動(dòng)電路，如直流電壓過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)和電流的過(guò)流保護(hù)，無(wú)法在線對(duì)功率管故障、霍爾傳感器故障、繞組故障等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。據(jù)統(tǒng)計(jì)民機(jī)大功率無(wú)刷直流電機(jī)同時(shí)發(fā)生二個(gè)及以上的故障概率非常小，一般以單故障形式出現(xiàn)，但如果不及時(shí)將故障識(shí)別出來(lái)采取適當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)控制或余度管理，會(huì)引發(fā)二次故障，所以及時(shí)有效的對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行故障監(jiān)控有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的多種故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能發(fā)送或存儲(chǔ)故障識(shí)別結(jié)果，以便于電機(jī)容錯(cuò)控制和后期電機(jī)維修人員實(shí)現(xiàn)快速檢修。
[0006]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法，包括:
[0007]實(shí)時(shí)獲取電機(jī)控制所需的感知信息；
[0008]通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)位置傳感器、驅(qū)動(dòng)電路功率管以及繞組進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果；
[0009]發(fā)送根據(jù)所述診斷結(jié)果確定的電機(jī)調(diào)整指令至無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊，并向上位機(jī)發(fā)送所述診斷結(jié)果。
[0010]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控裝置，包括:
[0011]?目息獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取電機(jī)控制所需的感知?目息；
[0012]位置傳感器故障診斷模塊，用于通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)位置傳感器進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果；
[0013]驅(qū)動(dòng)電路功率管故障診斷模塊，用于通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路功率管進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果；
[0014]繞組故障診斷模塊，用于通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)繞組進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果；
[0015]狀態(tài)發(fā)送模塊，用于發(fā)送根據(jù)所述診斷結(jié)果確定的電機(jī)調(diào)整指令至無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊，并向上位機(jī)發(fā)送所述診斷結(jié)果。
[0016]本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)獲取電機(jī)控制所需的感知信息，通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)位置傳感器、驅(qū)動(dòng)電路功率管以及繞組進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果，發(fā)送根據(jù)所述診斷結(jié)果確定的電機(jī)調(diào)整指令至無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊，并向上位機(jī)發(fā)送所述診斷結(jié)果，解決無(wú)刷直流電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行便無(wú)法對(duì)相關(guān)的故障進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的多種故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能發(fā)送或存儲(chǔ)故障識(shí)別結(jié)果，以便于電機(jī)容錯(cuò)控制和后期電機(jī)維修人員實(shí)現(xiàn)快速檢修。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法的流程圖；
[0018]圖2a是本發(fā)明實(shí)施例二中的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法的流程圖；
[0019]圖2b是本發(fā)明實(shí)施例二中的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控裝置的工作邏輯圖；
[0020]圖3a是無(wú)刷直流電機(jī)霍爾位置傳感器與轉(zhuǎn)子關(guān)系示意圖；
[0021]圖3b是本發(fā)明實(shí)施例二中的無(wú)刷直流電機(jī)位置傳感器故障監(jiān)控方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二中的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功率管故障監(jiān)控方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例二中的無(wú)刷直流電機(jī)繞組故障監(jiān)控方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例三中的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例三中的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0027]實(shí)施例一
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控方法的流程圖，本實(shí)施例可適用于在無(wú)刷直流電機(jī)啟動(dòng)后，在線實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)故障的情況，該方法可以由無(wú)刷直流電機(jī)故障監(jiān)控裝置來(lái)執(zhí)行，所述裝置充分利用無(wú)刷直流電機(jī)控制電路微處理器的計(jì)算處理資源，以故障診斷模塊的形式設(shè)置于所述控制電路的微處理器內(nèi)，具體包括如下步驟:
[0029]SlOl、實(shí)時(shí)獲取電機(jī)控制所需的感知信息。
[0030]其中，所述感知信息包括母線電流、繞組電流以及位置傳感器的輸出信號(hào)與電機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)系。在獲取所述感知信息的方面，由母線及三相霍爾電流傳感器和霍爾位置傳感器組成信號(hào)采集源，除三相霍爾電流傳感器外，充分利用電機(jī)控制所必需的信號(hào)感知器件，減少額外硬件的接入。
[0031]S102、通過(guò)比對(duì)所獲取的感知信息與預(yù)設(shè)的故障信息，對(duì)位置傳感器、驅(qū)動(dòng)電路功率管以及繞組進(jìn)行故障診斷，生成診斷結(jié)果。
[0032]其中，預(yù)設(shè)的故障信息包括位置傳感器在至少四個(gè)連續(xù)的電機(jī)工作狀態(tài)內(nèi)的輸出信號(hào)無(wú)變化，以及，母線電流值等于零，以及，繞組電流值等于零。在獲取所述感知信息后，將所獲取的感知信息對(duì)應(yīng)分發(fā)給各個(gè)故障診斷模塊。
[0033]舉例說(shuō)明:將獲取到的傳感器的輸出信號(hào)與電機(jī)工作關(guān)系的信息發(fā)送到位置傳感器故障診斷模塊。所述位置傳感器故障診斷模塊接收到所述輸出信號(hào)與電機(jī)工作關(guān)系信息，判斷至少四個(gè)連續(xù)的電機(jī)工作狀態(tài)內(nèi)的輸出信號(hào)有無(wú)變化，以確定霍爾位置傳感器是否發(fā)生故障。
[0034]將獲取到的母線電流發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路功率管故障診斷模塊。所述驅(qū)動(dòng)電路功率管故障診斷模塊接收到所述母線電流，判斷所述母線電流值是否等于零，以確定驅(qū)動(dòng)電路功率管是否發(fā)生故障。
[0035]將獲取到的繞組電流以及位置傳感器的輸出信號(hào)發(fā)送到繞組故障診斷模塊。所述繞組故障診斷模塊接收到所述繞組電流以及位置傳感器的輸出信號(hào)，判斷非導(dǎo)通相繞組電流值是否等于零，以確定繞組是否發(fā)生故障。
[0036]S103、發(fā)送根據(jù)所述診斷結(jié)果確定的電機(jī)調(diào)整指令至無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊，并向上位機(jī)發(fā)送所述診斷結(jié)果。
[0037]根據(jù)各個(gè)診斷模塊的診斷結(jié)果生成同一格式的無(wú)刷直流電機(jī)的健康信息發(fā)送至上位機(jī)。在需要采取應(yīng)對(duì)故障的措施時(shí)，根據(jù)各個(gè)故障診斷模塊的診斷結(jié)果生成無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行調(diào)整指令并發(fā)送至無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊。