永磁同步电机驱动系统开路故障诊断及容错控制.pdf

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1、电扎与拨芾J应田2013，41(1)运行与保护嚣永磁同步电机驱动系统开路故障诊断及容错控制高岩(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：开关功率器件长时间运行的不稳定性及定子绕组开路故障限制了永磁同步电机(PMSM)在高可靠性驱动领域的应用，容错控制系统的设计是提高系统可靠性和安全性的一个很重要途径。提出了一种开路故障的诊断方法及具有容错功能的驱动控制系统。电流矢量轨迹斜率这种诊断方法易出现振荡问题，为了解决其不足，首先对三相电流进行基波提取。其容错方案是在三相逆变器的基础上，增加一对桥臂，使之在故障发生后与星型连接的永磁同步电动机中性点

2、抽出线相连，电机内部此刻仍能形成近圆形旋转磁场，使电机输出稳定转矩。建立相应的驱动控制系统仿真模型，通过仿真，结果表明该方案可靠可行。关键词：永磁同步电机；矢量控制；故障诊断；基波提取；容错控制中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1673—6540(2014)01-0037-05Open--CircuitDiagnosisandFault--TolerantControlofPermanentMagnetSynchronousMotorD(SchoolofElectricalandAutomation，HefeiUniversityofTechnol

3、ogy，Hefei230009，China)Abstract：Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isrestrictedinthehigh—reliabilityapplicationsduetoinstablerunningforalongtimeoftheswitchingpowerdevicesandtheopen—circuitfaultofthestatorwindingcircuit．Thedesignoffault—tolerantcontrolsystemisanimportantwaytoimprove

4、thereliabilityandsafety．Anopen—circuitfaultdiagnosismethodanddrivingcontrolsystemwithfault—tolerantcontrolstrategywereproposed．Firstlythethree—phasefundamentalwave(’urrentwasextractedtosolvetheproblemofgettingoscillationinthediagnosticmethodofcurrentvectortrajectoryslope．Basedonthre

5、e—phaseinverter，thefault—tolerantsolutionwasaddingapairofbridgearmstojointheneutralpointextractionlineofPMSMinstarjoinafterthefailureoccurred，approximatecircularrotatingmagneticfieldforming，andstabletorqueobtained．Thesimulationmodelofdrivingcontrolsystemwasestablished．Thesimulati(mr

6、esuhsshowedthesolutionwasreliableandfeasible．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；vectorcontrol；faultdiagnosis；fundamentalextraction；fault-tolerantcontrol军事、新能源汽车等重要场合将可能造成灾难性0引言事故。因此，研究PMSM驱动系统的故障快速诊永磁同步电机(PermanentMagnetSynchro-断及其容错控制具有重要的理论研究价值和实际nousMotor，PMSM)变频驱动系统因

7、其节能效果应用价值。显著和运动性能优良而广泛应用于工业、商业、航PMSM驱动系统开路故障可由下述原因引空、军事等领域。但是由于系统控制的复杂性和起：开关功率器件无驱动信号、开关功率器件断运行工况的复杂多变，实现SVPWM控制策略的路、逆变器与PMSM连接线路断路或电机绕组开逆变器易出现故障。一旦逆变器发生故障，整路。针对交流电机驱动系统的开路故障诊断方法个驱动系统将丧失正常]：作能力，在一般场合会已有多篇文献涉及，如基于扩展卡尔曼滤波影响生产的正常进行，造成经济损失，而在航空、(EKF)、递推最小二乘算法或频谱分析等开路故一37—运行与保护嚣磊电乖乙与才空芾J

8、应用2013，41(1)噍㈩1PMSM