基于电流的电机驱动系统逆变器故障检测方法研究

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1、4占▲科政夫¥iUNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于电流的电机驱动系统逆变器故障检测方法研究学科专业控制理论与控制工程学号201221070324作者姓名徐安平指导教师凡时财副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究

2、所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：徐安导曰期：年t月/i日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：徐金:今导师签名：日期：年上月日分类号密级注1UDC学位论文基于电流的电机驱动系统逆变器故障检测方法研究（题名和副题名）徐安平（作者姓名）指导教师

3、凡时财副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业控制理论与控制工程提交论文日期2015.5.13论文答辩日期2015.5.18学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席赵辉评阅人康波、彭晓明注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTHEIVRERTERFAUITDETECTIONOFMOTORDRIVESYSTEMBASEDONCURRENTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChin

4、aMajor:ControlTheoryandControlEngineeringAuthor:AnpingXuAdvisor:Prof.ShicaiFanSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要随着三相电机驱动系统在电动汽车、航空航天等领域的广泛应用，其可靠性就变得越来越重要。三相电机驱动系统一般由电机、逆变器、控制器和传感器几个部分构成，其中逆变器作为驱动系统中易发生故障的薄弱环节，其可靠性对整个驱动系统的安全运行至关重要。通过实时地检测逆变器功率器件的故障，然后进行及时和适当的处理，是提高三相电机驱动系统可靠

5、性的有效途径。为此，本文对三相电机驱动系统中逆变器的故障检测进行了深入研究。首先，本文对现有的专家系统检测法、电压检测法和电流检测法进行了对比分析研究。针对电流检测法中的误差电流归一化法只能检测单个开关管开路故障的缺点进行了改进，提出了基于电流的三相逆变器开路故障检测方法，并搭建Simulink模型进行了仿真。仿真结果表明：本文提出的逆变器开路故障检测方法，在不增加辅助检测变量的情况下，实现了五类27种逆变器开路故障的检测和定位。其次，本文对逆变器开路故障检测中检测时间和准确性的平衡问题进行了定量分析和研究。通过对本文提出的开路故障检测方法在不同电机转速

6、、不同负载和不同检测阈值下进行大量仿真实验统计出一系列数据，利用统计分析方法中的相关分析分别对数据的相关关系进行分析，确定了检测阈值与检测时间和准确性之间存在很强的相关关系。通过特定模型和支持向量机两种方法对检测阈值与检测时间和准确率之间的关系建立回归模型进行预测。最后，本文建立了逆变器和三相异步电机的dSPACE模型和设计了电机控制器的软硬件结构，并将两者组合成硬件在环实验平台对提出的基于电流的三相逆变器开路故障检测方法进行了实验验证。实验结果表明：本文提出的逆变器故障检测方法，能够实现全部27种开路故障的实时在线检测和定位，并且通过在检测阈值选取时利

7、用模型计算预设值来平衡检测时间和准确性的方法便于实际应用，可以达到期望效果。关键词：电机驱动系统，逆变器，开路故障，故障检测，硬件在环IABSTRACTABSTRACTWiththethree-phasemotordrivesystemiswidelyusedintheelectricvehicles,aerospaceandotherfieldsfields,itsreliabilitybecomesmoreandmoreimportant.Three-phasemotordrivesystemisgenerallycomposedofmotor,in

8、verter,motorcontrollerandsensors,theinve