[发明专利]开关磁阻电机驱动中变换器的故障诊断方法和变换器

说明书

本发明提供了一种开关磁阻电机驱动中变换器的故障诊断方法和变换器，所述变换器包括：三相变换器本体电路、备用功率开关器件、继电器网络；所述备用功率开关器件通过继电器网络与所述三相变换器本体电路电连接。所述方法通过控制信号控制变换器的功率开关器件的通断，并在所述控制信号中加入预设的目标信号；然后，获取变换器的功率开关器件处于不同状态时，采集到高频电流信号的幅值和频率，最后通过高频电流信号的幅值和频率来确定SRM驱动系统中变换器的故障类型。从而无需增加额外的传感器来检测功率开关器件的故障，降低了系统的复杂度，并能够实时确定变换器的故障类型和故障位置，精度高，速度快。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及开关磁阻电机驱动中变换器的故障诊断方法和变换器。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)由于其优越的容错能力与可靠的结构，在电动汽车/混合动力驱动等场合获得运用。其中，变换器是开关磁阻电机驱动系统中的核心器件。

然而，在恶劣的环境以及重复性负载下，特别是在速度暂态和制动时，SRM驱动系统中的功率开关器件容易发生故障。变换器的开关故障一般可以区分为短路故障和开路故障。目前，有许多关于变换器开关故障的诊断方法，例如可以使用直流母线电流、相电流来检测来确定开路和短路故障，使用续流电流与母线电流来定位开关故障，或者采用神经网络、傅里叶变换等模糊解析方法来分析开关故障。

但是，使用直流母线电流、相电流来检测来确定开路和短路故障时，需要增加额外的传感器，因此增加了SRM驱动系统的成本和复杂度。而采用神经网络、傅里叶变换等模糊解析方法来分析开关故障时，往往存在实时性差的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种开关磁阻电机驱动中变换器的故障诊断方法和变换器。

第一方面，本发明提供的一种开关磁阻电机驱动中变换器的故障诊断方法，包括：

生成用于控制开关磁阻电机SRM驱动系统中变换器的功率开关器件的控制信号，其中，所述控制信号中加入了预设的目标信号；所述预设的目标信号包括：预设的高频电压信号或者预设的高频电流信号；

通过所述控制信号控制变换器的功率开关器件的通断；

获取变换器的功率开关器件处于不同状态时，高频电流信号的幅值和频率，其中，所述高频电流信号是指：通过对SRM驱动系统的参考电流信号I_ref和SRM驱动系统的反馈电流信号I_m做减法运算后，得到相应的差值信号，并对所述差值信号进行滤波处理后得到的信号；

根据所述高频电流信号的幅值和频率，确定SRM驱动系统中变换器的故障类型。

可选地，当应用在包含电流环的开关磁阻电机SRM驱动系统时，所述生成用于控制开关磁阻电机SRM驱动系统中变换器的功率开关器件的控制信号，包括：

获取SRM驱动系统的参考电流信号I_ref和SRM驱动系统的反馈电流信号I_m的差值信号；

将所述差值信号输入比例积分控制器PI后，得到参考电压信号V_ref；

将所述参考电压信号V_ref与预设的高频电压信号V_HF相加后得到合并电压信号V_sum；

通过合并电压信号V_sum和载波信号生成脉宽调制PWM信号，将所述PWM信号作为控制信号。

可选地，当应用在包含滞环电流控制器的开关磁阻电机SRM驱动系统时，所述生成用于控制开关磁阻电机SRM驱动系统中变换器的功率开关器件的控制信号，包括：

将SRM驱动系统的参考电流信号I_ref和预设的高频电流信号I_HF相加后得到合并电流信号I_sum；