[发明专利]智能网联电动车开关磁阻电机功率变换器的故障诊断方法

说明书

本发明提出了一种智能网联电动车开关磁阻电机功率变换器的故障诊断方法，通过实时采集功率变换器相桥臂的中点电压信号输入到相应的故障诊断硬件电路中，通过故障诊断硬件电路输出一个信号flag，并且将flag信号输入到控制器中，然后控制器在诊断区间就可以判断出开关管是否发生故障以及故障的位置，之后根据故障开关管的门极驱动信号来判断故障发生的类型，从而实现功率变换器各开关管的故障诊断。本发明提出的故障诊断方法有效地实现了开关磁阻电机功率变换器的故障检测和故障定位，保证了智能网联电动车开关磁阻驱动电机系统的可靠性运行，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一智能网联电动车开关磁阻电机功率变换器的故障诊断方法，尤其适用于各种类型、各种相数的智能网联电动车开关磁阻电机功率变换器。

背景技术

智能网联电动车是当前汽车工业发展中的重点研究方向，电机作为电动汽车的重要组成部分，在智能网联电动车驱动系统可靠性运行中发挥着重要作用。由于开关磁阻电机采用简单而坚固的结构，转子无绕组和永磁体，各相之间保持相互独立，具有一定的容错能力，因此成为了智能网联电动车的良好选择。但是开关磁阻电机系统功率变换器在恶劣的工况条件下，容易发生开关管开路故障和短路故障，可能会造成智能网联电动车驱动系统失效进而造成人员伤害，所以在工作过程中必须要对开关磁阻电机系统功率变换器进行故障诊断。目前，常用的故障诊断方法有小波变换和傅里叶变换分析法，主要问题是需要得到一个完整周期的相电流才能实现诊断，诊断速度慢，而且在电压斩波和角度位置控制策略中还需要额外的增加电流传感器，增加了智能网联电动车开关磁阻电机驱动系统的成本。因此，提出一种诊断速度快、成本低的故障诊断方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是针对智能网联电动车开关磁阻电机驱动系统存在的问题，提出一种基于相桥臂中点电压特征的开关磁阻电机功率变换器故障诊断方法。

本发明的故障诊断方法：

采用一种故障诊断电路进行功率变换器相桥臂开关管的故障诊断，诊断电路的工作原理为：对于相桥臂leg1，通过实时采集相桥臂中点电压u_A+与我们所设置的参考电压U_ref1进行逻辑比较，若u_A+＜U_ref1，则输出一个低电平信号M1＝0，若u_A+＞U_ref1，则输出一个高电平信号M1＝1，然后将采集到的开关管门极驱动信号DS1经过一个延时模块后与得到的信号M1通过一个逻辑异或门输出一个信号flag，将信号flag输入到控制器中，控制器会在诊断区间进行判断，并且输出一个信号flag1，若flag1＝1且DS1＝1，则判定开关管S1出现开路故障，若flag1＝1且DS1＝0，则判定开关管S1出现短路故障，若flag1＝0，则开关管S1工作正常；对于相桥臂leg2，通过实时采集相桥臂中点电压u_A-与我们所设置的参考电压U_ref2进行逻辑比较，若u_A-＜U_ref2，则输出一个低电平信号M2＝0，若u_A-＞U_ref2，则输出一个高电平信号M2＝1，然后将采集到的开关管门极驱动信号DS2经过一个延时模块后与得到的信号M2通过一个逻辑同或门输出一个信号flag，将信号flag输入到控制器中，控制器会在诊断区间进行判断，并且输出一个信号flag2，若flag2＝1且DS2＝1，则判定开关管S2出现开路故障，若flag2＝1且DS2＝0，则判定开关管S2出现短路故障，若flag2＝0，则开关管S2工作正常；