[发明专利]一种无刷直流电机逆变器开路故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种无刷直流电机逆变器开路故障诊断方法，针对使用6个功率管构成的三相无刷直流电机全桥驱动电路，在三相无刷直流电机全桥驱动电路中，形成分别为isubgt;a/subgt;、isubgt;b/subgt;、isubgt;c/subgt;的电机三相绕组的相电流，其特征在于，包括如下步骤：获取三相无刷直流电机全桥驱动电路在工作状态下的电机三相绕组的三相电流；通过三相电流计算归一化相电流的平均值；根据得到的归一化相电流的平均值，判断三相无刷直流电机全桥驱动电路中是否发生故障。本发明可对无刷直流电机的功率管可进行故障诊断，能够有效确定故障点，便于维修；同时无需添加硬件成本，通过软件算法即可实现故障诊断过程。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别是一种无刷直流电机逆变器开路故障诊断方法。

背景技术

无刷直流电机具有结构简单、维护方便、调速性能好、运行效率高等优点，广泛应用于商业、工业、航空航天等利于，由于电力电子器件的脆弱性及其控制的复杂性，逆变器是整个控制系统中易发生故障的薄弱环节。常见的逆变器故障主要由开路和短路故障，短路故障，通常由硬件电路在微秒级的时间内进行保护处理，对于开路故障，多数情况下不会立刻导致系统停机，可能会引起其他器件发生二次故障，最终导致系统无法正常工作，其开路故障是制约电机驱动系统稳定运行的关键因素。

逆变器开路故障分为单管开路故障和多管开路故障，由于多管开路故障发生的概率较低，因此逆变器的单管开路故障的检测是目前研究的热点。逆变器单管开路故障会导致电机系统出力减少，严重时甚至损坏电机。逆变器发生故障时，电路中的电压、电流等物理量相对正常状态时会发生变化，现有故障诊断方法基本上是利用这些特征对其进行故障诊断，根据检测量的不同，主要有电流检测法，电流检测法主要由直流母线单电流传感器法、定子电流时域分析法、电流矢量轨迹与电流瞬时频率法、直流侧电流频谱分析法等，逆变器发生开路故障时由于电流无法形成导通回路，故障相的相电流会降低为零，但由于电机暂态时相电流也会发生变化，因此仅依靠故障相电流的变化可能会导致误诊断，上述检测方法无法有效对逆变器中的故障进行有效判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷直流电机逆变器开路故障诊断方法。

实现本发明目的技术解决方案为：一种无刷直流电机逆变器开路故障诊断方法，针对使用6个功率管构成的三相无刷直流电机全桥驱动电路，在三相无刷直流电机全桥驱动电路中，形成分别为i_a、i_b、i_c的电机三相绕组的相电流，其特征在于，包括如下步骤：

获取三相无刷直流电机全桥驱动电路在工作状态下的电机三相绕组的三相电流；

通过三相电流计算归一化相电流的平均值；

根据得到的归一化相电流的平均值，判断三相无刷直流电机全桥驱动电路中是否发生故障。

进一步地，所述6个功率管具体为并联的功率管T1、T2、T3、T4、T5、T6。

进一步地，所述通过三相电流计算归一化相电流的平均值的具体方法如下：

计算三相电流一个扇区内的相电流的平均值；

利用三相电流一个扇区内的相电流的平均值计算归一化相电流的平均值。

进一步地，所述计算三相电流一个扇区内的相电流的平均值的计算公式如下：

式中，i_p为三相电流一个扇区内的相电流的平均值。

进一步地，所述计算归一化相电流的平均值的计算公式如下：

式中，其中x为三相电流一个扇区内的采样次数，i_p为归一化相电流的平均值。