[发明专利]开关磁阻电机功率变换器母线特征电流故障诊断方法

摘要

本发明属于电机驱动系统故障诊断技术领域，一种开关磁阻电机功率变换器母线特征电流特征量故障诊断方法。本方法依据不同故障状态下电流路径的变化情况实现故障诊断。首先，从开关磁阻电机系统功率变换器的电流母线中分离出下励磁电流母线，同时检测下励磁总线电流和各相电流。对于位置管故障情况下电流路径的改变，以下励磁总线电流和导通相电流的差值作为故障特征量实现故障诊断；对于斩波管故障情况下电流路径的改变，以参考电流和导通相电流的差值作为故障特征量实现故障诊断。在此基础上，生成所提故障诊断方法的诊断状态机，通过状态机的运行实时在线进行故障诊断。所提故障诊断方法能够快速实现功率变换器开关管的故障类型确定和故障器件定位，诊断时间可以缩短到几个采样周期内，具有良好快速性和准确性。

主权项

1.一种开关磁阻电机功率变换器电流路径特征量故障诊断方法，其特征在于通过检测下励磁电流和各相电流，采用电流偏差实时反映功率变换器正常和故障情况下电流路径的变化，从而实现主开关管的故障类型确定和故障器件定位，其步骤如下：1) 首先进行诊断区间划分：一相单独导通为I区间，两相同时导通为II区间，如A相单独导通区间为AI区间，A、B两相共同导通为AII区间，依据此原则可将n相电机划分为2n个诊断区间；2) 分析正常和故障情况下电流路径的变化，从而通过检测下励磁总线电流iedn和相电流ik（k代表特定的相），定义故障特征量e1，并根据参考电流Iref定义故障特征量e2：          (1)           (2)3) 通过分析正常和故障情况下特征量的变化情况，生成诊断状态机，实时在线确定故障；当开关磁阻电机系统正常运行到达诊断区间时，e1=ik+1，Ith2ik+1时，证明k‑1相发生位置管短路故障，进入Q2状态；而当同时满足e1=0且e1≠ik+1时，此时k+1相发生位置管开路故障，进入Q3状态；当同时满足e1≠0且e1Ith1，则证明k+1相发生斩波管开路故障，进入Q6状态；若此时e1=ik+1，e2_kIth1，则证明k相斩波管短路故障，进入Q8状态；         (3)          (4)式中，系数k1取值0到1之间的任意常数，系数k2取值‑1到0之间任意常数，电流滞环宽度∆i取值0到0.1之间常数；4)设定延时时间，防止误诊断的发生。考虑到在开关磁阻电机系统正常运行状态下各相开通时刻，参考电流Iref为恒定值，而相电流ik开始逐渐上升，故障特征量e2由e2=Iref逐渐减小为e2=0，由于这一过程中存在e2>Ith1的现象而容易导致误诊断；因此实施故障诊断需要在这一现象发生之后，即确定相电流ik上升时间后，采用一定的延时间隔后再次诊断是否满足故障条件，如果延时后系统仍满足故障诊断条件，则断定系统出现相应的故障，延时时间tdelay的设定如下所示：        （5）式中，Lk为最大相电感，Rk为一相内阻，uk为相电压，系数k3取值0.5，电流滞环宽度∆i取值0到0.1之间常数。