一种感应电机驱动器容错控制方法

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1、一种感应电机驱动器容错控制方法于泳，等一种感应电机驱动器容错控制方法于泳，丛培城，蒋生成，徐殿国(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨150001)摘要：感应电机闭环变频驱动系统中，转速传感器、电流传感器、电压传感器作为反馈单元在速度反馈和磁通估算中起到了重要作用，当其出现故障时会因驱动器故障保护功能造成系统停机。该文研究了感应电机驱动器的四种基本控制方法，针对变频器的传感器故障，提出了一种基于数据融合的容错控制方案。仿真研究证明了所提出的控制方法的有效性。关键词：变频器；容错控制；数据融合中图分类号：TM346文献标志码：A文

2、章编号：1001—6848(2010)09—0041—04ATolerantControlSchemeofInductionMachineDriveYUYong，CONGPei—cheng，JIANGSheng—cheng，XUDian—guo(SchoolofElectricalEngineeringandAutomationHarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Inclosed-loopinductionmachinedrivesystems，speedse

3、nsor，currentsensorandvoltagesensorareimportantinthespeedfeedbackandfluxestimation．Inductionmachinedrivesystemwillbestoppedforprotectionpurposeintheeventofsensorfailures．Thispaperinvestigatedfourdifferentcontrolschemesofinductionmachinedrivesystemandproposedatolerantcont

4、rolschemebasedondatafusion．Simulationre-sultsverifythevalidityoftheproposedscheme．KeyWords：Inverter；TolerantControl；DataFusion案基本都包含电流传感器以实现电流闭环控制。此IJ引罱外，过流保护也需要对变频器输出电流的检测。因变频器与三相交流异步电动机构成的调速传动系此，高精度的电流检测电路对于变频器的保护和控统进入实用化阶段已经有近20年的历史。目前，它制都至关重要。目前大多数变频器采用霍尔传感器在传动领域中所占

5、份额越来越大，尤其是电压型变频来采集电流，但是一旦传感器发生故障，保护电路器及交流异步电动机所构成的传动系统。然而，系统将动作使变频器停止工作。的核心变频器易发生故障是影响其应用的一个瓶颈。工业系统运行过程中，生产工艺的连续性不允许系统停机，特别是在一些特殊的应用场合，如自动化、核能和危险的化学工厂中，由于对系统的可靠性、可维护性、生存能力等指标的要求明显提高，因此近年来具有容错能力的变频驱动系统的研究得到了更多的关注。容错控制(FaultTolerantControl，FFC)的思想起源于1971年Niederlinski提出的完整

6、性控制的概念，图1变频器的基本结构随后经过Beard、Si~ak、Eterno等人的不懈研究，容变频器还必须采集直流母线电压，用以进行欠错控制逐渐走向成熟H。压、过压保护和软启动功能。此外，出于成本考虑，通常根据母线电压和开关管的状态来重构相电压。l感应电机变频驱动系统中的传感器因此，母线电压测量的准确与否，直接关系到控制如图1所示，目前变频器所采用的各种控制方方法的精度和系统的稳定性。收稿日期：2010-02—05基金项目：哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT．NSRIF．2009040)·4l·微电机带有速度传感器的矢量控制方法可以

7、实现对电机电压反馈“转速的高精度控制，但是速度传感器的工作环境恶电流反馈i劣，是各种传感器中最易发生故障的，一旦速度传感图3电压模型法框图器出现故障，保护电路将动作使变频器停止工作。由上述三种传感器故障引起的停机故障是一些Zm一一o'L。s+s一—Rs-：s(3j)可靠性要求较高的应用场合所不允许的，本文针对这几种故障设计了一种基于数据融合的容错控制方这里和。分别是定子电压和电流矢量。参数案，实现变频驱动系统的不间断运行。和三是定子电阻和电感。漏感系数按下式2变频器的四种基本控制方案定义：，2卜(4)矢量控制的传统方法是转子磁场定向控

8、制。在这种方法中将转子磁场矢量的方向作为坐标轴的基由式(3)可以得到磁通矢量的计算式：准方向来研究电机的电气和机械方程，通过旋转坐—=[一o-L一i(一R标变换将定子电流矢量分解为励磁电流分量和转矩si)df](5)电流