采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，属于开关磁阻电机控制领域。基于电流传感器的接法特征，该方法针对不同开关管短路故障对电流波形的影响，根据相电流的变化率、电流传感器测量值符号的变化差异，制定了不对称半桥功率变换器的功率开关管短路故障判断准则。本发明专利技术的一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，针对传统的开关管短路故障诊断技术存在精度低、准确度低的问题，尤其是在判断导通区间的开关管短路故障存在诊断滞后的技术痛点，提出利用在导通区间故障发生后测试阶段电流斜率的变化来对短路故障进行快速准确诊断。该方案可实现性高、泛用性广，可推广应用于不同相数的开关磁阻电机。数的开关磁阻电机。数的开关磁阻电机。

【技术实现步骤摘要】
采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法


[0001]本专利技术属于开关磁阻电机控制
，尤其涉及一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法。

技术介绍

[0002]开关磁阻电机因其结构简单、成本低、可靠性高、调速性好等一系列优点，不管是在日常生活还是工业制造领域都被广泛应用。在日常生活中，开关磁阻电机被用于料理机、破壁机、真空吸尘器等，我们的日常生活中常常不乏开关磁阻电机大展拳脚的身影。因此，提高开关磁阻电机的可靠性越来越受到广泛的重视。
[0003]传统的开关管短路故障诊断技术存在精度低、准确度低的问题，尤其是在判断导通区间的开关管短路故障。由于在导通区间发生开关管短路故障容易导致电流突然增大，很容易损坏电机及其相关设备，从而造成巨大经济损失。因此在该区域对开关管短路故障进行快速准确诊断是极为重要的。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种实现方便，准确度高，能对开关管短路故障进行快速准确诊断的方法。针对传统的开关管短路故障诊断技术存在精度低、准确度低的问题，尤其是在判断导通区间的开关管短路故障存在诊断滞后的技术痛点，提出利用在导通区间故障发生后测试阶段电流斜率的变化来对短路故障进行快速准确诊断。
[0005]技术方案：本专利技术的一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，采用开关磁阻电机的不对称半桥功率变换器，在开关磁阻电机各相的导通区间时，功率变换器对应的各相桥臂的上开关管作为斩波管、下开关管为导通管。结合各相测得的斩波控制信号以及电流测量波形，分别以各相为目标相，执行如下步骤，实现对目标相开关管短路故障的快速诊断；
[0006]步骤A：通过电流传感器检测目标相，得到检测电流值i
csa
以及检测波形斜率di
csa
/dt；
[0007]步骤B：根据位置传感器得到目标相的位置信号，通过位置信号判断目标相所处的位置区域是在导通区域还是非导通区域；
[0008]步骤C：当目标相处于导通区域，对检测电流值i
csa
取绝对值得到绕组电流值，若绕组电流值超出预设斩波限则触发短路故障测试，在短路故障测试中根据检测波形斜率di
csa
/dt诊断目标相的开关管短路故障；
[0009]步骤D：当目标相处于非导通区域，根据检测波形斜率di
csa
/dt并结合电检测电流值i
csa
的符号共同诊断目标相的开关管短路故障。
[0010]进一步的，步骤A中电流传感器与目标相的连接方式为：电流传感器通过将目标相中斩波管的一端导线正向穿过电流传感器并与目标相绕组的一端连接，再正向穿过电流传感器连接到目标相中下二极管的阴极。
[0011]进一步的，步骤A具体包括：
[0012]步骤A
‑
1：通过电流传感器检测开关磁阻电机目标相绕组上的电流信号，采集检测电流值i
csa
，并通过检测电流值i
csa
计算检测波形斜率di
csa
/dt；
[0013]步骤A
‑
2：基于目标相检测电流值i
csa
的采集，结合目标相导通区域预设电流的斩波上限阀值和斩波下限阀值，实现对目标相的电流斩波控制；保持目标相导通区域下下开关管导通，当目标相电流值上升到斩波上限阀值时，关闭目标相的上开关管使目标相电流值下降；当目标相电流值下降到斩波下限阀值时，开通目标相的上开关管使目标相电流值上升。
[0014]进一步的，步骤C具体包括：
[0015]步骤C
‑
1：当目标相处于导通区域，对检测电流值i
csa
取绝对值得到绕组电流值，若绕组电流值超出预设斩波限的20％，则进入测试阶段，跳转至步骤C
‑
2；若未检测到该异常状况，则诊断为该相上下开关管正常运行，跳转至步骤C
‑
3；
[0016]步骤C
‑
2：进入测试环节后强制关断目标相上下开关管S1、S2并开始计算测试过程中的传感器检测波形的斜率di
csa
/dt，若电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt为负值，则说明下开关管S2未发生短路故障，电流下降，诊断为上开关管S1短路故障，测试结束并跳转至步骤C
‑
3；若电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt为正值，则说明关断上开关管S1、下开关管S2后电流仍上升，诊断为双管短路故障，测试结束并跳转至步骤C
‑
3；若电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt等于0，则诊断流程保持在步骤C
‑
2并继续计算下一时刻电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt直到电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt出现正负，再一次判断是否符合所述步骤C
‑
2中的判断条件；
[0017]步骤C
‑
3：本次诊断结束，若目标相仍处于导通区域则随即进入下一次诊断；若目标相进入非导通区域则跳转至非导通区域诊断步骤D。
[0018]进一步的，步骤D具体包括：
[0019]步骤D
‑
1：当检测到电流传感器检测电流值i
csa
小于0且检测波形的斜率di
csa
/dt小于0时，判断为下开关管S2短路，跳转至步骤D
‑
2；当检测到电流传感器检测电流值i
csa
小于0且检测波形的斜率di
csa
/dt大于0或检测到电流传感器检测电流值i
csa
等于0且检测波形的斜率di
csa
/dt等于0时，判断为上开关管S1、下开关管S2正常工作，跳转至步骤D
‑
2；当检测到电流传感器检测电流值i
csa
大于0且检测波形的斜率di
csa
/dt小于0时，判断出上开关管S1短路，跳转至步骤D
‑
2；若出现检测到电流传感器检测电流值i
csa
小于0且检测波形的斜率di
csa
/dt等于0或检测到电流传感器检测电流值i
csa
大于0且检测波形的斜率di
csa
/dt等于0或检测到电流传感器检测电流值i
csa
等于0且检测波形的斜率di
csa
/dt不等于0，则诊断流程保持在步骤D
‑
1，继续检测下一时刻的电流传感器检测电流值i
csa
并计算下一时刻电流传感器检测波形的斜率di
csa
/dt，再一次判断是否符合所述步骤D
‑
1中的判断条件；
[0020]步骤D
‑
2：本次诊断结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，其特征在于，采用开关磁阻电机的不对称半桥功率变换器，在开关磁阻电机各相的导通区间时，功率变换器对应的各相桥臂的上开关管作为斩波管、下开关管为导通管，结合各相测得的斩波控制信号以及电流测量波形，分别以各相为目标相，执行如下步骤，实现对目标相开关管短路故障的快速诊断；步骤A：通过电流传感器检测目标相，得到检测电流值i
csa
以及检测波形斜率di
csa
/dt；步骤B：根据位置传感器得到目标相的位置信号，通过位置信号判断目标相所处的位置区域是在导通区域还是非导通区域，当目标相处于导通区域，进入步骤C；当目标相处于非导通区域，进入步骤D；步骤C：对检测电流值i
csa
取绝对值得到绕组电流值，若绕组电流值超出预设斩波限则触发短路故障测试，在短路故障测试中根据检测波形斜率di
csa
/dt诊断目标相的开关管短路故障；步骤D：根据检测波形斜率di
csa
/dt并结合电检测电流值i
csa
的符号共同诊断目标相的开关管短路故障。2.根据权利要求1所述一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，其特征在于，步骤A中电流传感器与目标相的连接方式为：电流传感器通过将目标相中斩波管的一端导线正向穿过电流传感器并与目标相绕组的一端连接，再正向穿过电流传感器连接到目标相中下二极管的阴极。3.根据权利要求1所述一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，其特征在于，步骤A具体包括：步骤A
‑
1：通过电流传感器检测开关磁阻电机目标相绕组上的电流信号，采集检测电流值i
csa
，并通过检测电流值i
csa
计算检测波形斜率di
csa
/dt；步骤A
‑
2：基于目标相检测电流值i
csa
的采集，结合目标相导通区域预设电流的斩波上限阀值和斩波下限阀值，实现对目标相的电流斩波控制；保持目标相导通区域下下开关管导通，当目标相电流值上升到斩波上限阀值时，关闭目标相的上开关管使目标相电流值下降；当目标相电流值下降到斩波下限阀值时，开通目标相的上开关管使目标相电流值上升。4.根据权利要求1所述一种采用电流斜率监测的SRM开关管短路故障动态诊断方法，其特征在于，步骤C具体包括：步骤C
‑
1：当目标相处于导通区域，对检测电流值i
csa
取绝对值得到绕组电流值，若绕组电流值超出预设斩波限的20％，则进入测试阶段，跳转至步骤C
‑
2；若未检测到该异常状况，则诊断为该相上下开关管正常运行，跳转至步骤C
‑
3；步骤C
‑
2：进入测试环节后强制关断目标相上下开关管S1、S2并开始计算测试过程中的传感器检测波形的斜率di
csa
/dt，若电流传感器检测波形的斜率di
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡骏，王雨铮，苏芮，严颖，余彬，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：