永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，包括：套装在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上的霍尔传感器；串接在第一逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf1；串接在第二逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf2；连接在采样电阻Rf1两端的第一差分电路；连接在采样电阻Rf2两端的第二差分电路；与第一差分电路输出端相连接的第一比较电路；与第二差分电路输出端相连接的第二比较电路；所述第二差分电路和第一差分电路的结构相同；所述第二比较电路和第一比较电路的结构相同；本实用新型专利技术可以同时判断是否有桥臂直通短路故障或电机绕组短路故障的发生，能够为快速容错控制和维修带来便利。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路
本技术涉及一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路。
技术介绍
永磁容错电机驱动系统由于其自身的强容错性能，使其在航空航天、船舶和电动汽车等对可靠性要求较高的领域具有很大的应用价值。要想实现容错运行，首先应当迅速地检测到驱动系统出现了何种故障，针对不同的故障类型采取相应的容错控制，才能使系统继续安全稳定地运行。由于永磁容错电机每相绕组之间有隔离的要求，致使永磁容错电机的每一相绕组都要采用单相H桥逆变电路供电。在永磁容错电机驱动系统可能出现的故障类型当中，短路故障是最为严重的故障之一，因此永磁容错电机驱动系统的短路故障检测是否准确实时，将直接影响到整个系统的容错性能。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出，而研制一种故障检测准确迅速、为快速容错控制和维修带来便利的永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路。本技术的技术方案是:一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，应用于永磁容错电机驱动系统中；所述永磁容错电机驱动系统包括用于驱动永磁容错电机每个相绕组的H逆变桥；所述H逆变桥包括由带有反并联二极管的功率开关管组成的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂；所述永磁容错电机每个相绕组连接在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间，包括:套装在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上的霍尔传感器；串接在第一逆变桥臂与地之间的采样电阻Rfl ;串接在第二逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf2 ；连接在采样电阻Rfl两端的第一差分电路；连接在采样电阻Rf2两端的第二差分电路；与第一差分电路输出端相连接的第一比较电路；与第二差分电路输出端相连接的第二比较电路；电源VCC+;电源VCC-;所述第一差分电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器U1、电容Cl、电容C2和电容C3 ;所述电阻Rl和电容Cl相串联连接在采样电阻Rfl两端；电容Cl 一端接地，另一端通过电阻R3与运算放大器Ul的同相输入端相连接；所述电阻R2和电阻R4相串联接在电源VCC+和地之间；所述电阻R4两端并联接有电容C2 ;电阻R2和电阻R4的相接点与运算放大器Ul的同相输入端相连接；运算放大器Ul的反相输入端通过相互并联的电容C3和电阻R6连接运算放大器Ul的输出端；运算放大器Ul的反相输入端通过电阻R5接地；所述运算放大器Ul的输出端作为第一差分电路的输出端；所述第一比较电路包括电阻R7、运算放大器U2和电阻R8 ;所述运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与第一差分电路的输出端相连接；所述运算放大器U2的同相输入端接收参考电压Vref ;所述运算放大器U2的输出端通过电阻R8连接电源VCC+ ;所述运算放大器U2的输出端作为第一比较电路的输出端；所述第二差分电路和第一差分电路的结构相同；所述第二比较电路和第一比较电路的结构相同；进一步地，所述运算放大器Ul的工作电源输入端与电源VCC+和电源VCC-相连接；所述运算放大器U2的工作电源输入端与电源VCC+和地相连接；进一步地，电源VCC+电压为+5V，所述电源VCC-电压为-5V。由于采用了上述技术方案，本技术提供的永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，通过采样电阻Rf 1、第一差分电路和第一比较电路能够检测第一逆变桥臂流过的电流并判断第一逆变桥臂流过电流是否超过电流限值；通过采样电阻Rf2、第二差分电路和第二比较电路能够检测第二逆变桥臂流过的电流并判断第二逆变桥臂流过电流是否超过电流限值，并通过霍尔传感器检测流过永磁容错电机每相绕组的电流，进而可以同时判断是否有桥臂直通短路故障或电机绕组短路故障的发生，能够为快速容错控制和维修带来便利。【附图说明】图1是本技术的结构框图。【具体实施方式】如图1所示的一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，应用于永磁容错电机驱动系统中；所述永磁容错电机驱动系统包括用于驱动永磁容错电机每个相绕组的H逆变桥；所述H逆变桥包括由带有反并联二极管的功率开关管组成的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂；所述永磁容错电机每个相绕组连接在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间，包括:套装在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上的霍尔传感器；串接在第一逆变桥臂与地之间的采样电阻Rfl ;串接在第二逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf2 ;连接在采样电阻Rfl两端的第一差分电路；连接在采样电阻Rf2两端的第二差分电路；与第一差分电路输出端相连接的第一比较电路；与第二差分电路输出端相连接的第二比较电路；电源VCC+ ；电源VCC-;所述第一差分电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器Ul、电容Cl、电容C2和电容C3 ;所述电阻Rl和电容Cl相串联连接在采样电阻Rfl两端；电容Cl 一端接地，另一端通过电阻R3与运算放大器Ul的同相输入端相连接；所述电阻R2和电阻R4相串联接在电源VCC+和地之间；所述电阻R4两端并联接有电容C2 ;电阻R2和电阻R4的相接点与运算放大器Ul的同相输入端相连接；运算放大器Ul的反相输入端通过相互并联的电容C3和电阻R6连接运算放大器Ul的输出端；运算放大器Ul的反相输入端通过电阻R5接地；所述运算放大器Ul的输出端作为第一差分电路的输出端；所述第一比较电路包括电阻R7、运算放大器U2和电阻R8 ;所述运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与第一差分电路的输出端相连接；所述运算放大器U2的同相输入端接收参考电压Vref ;所述运算放大器U2的输出端通过电阻R8连接电源VCC+ ;所述运算放大器U2的输出端作为第一比较电路的输出端；所述第二差分电路和第一差分电路的结构相同；所述第二比较电路和第一比较电路的结构相同；进一步地，所述运算放大器Ul的工作电源输入端与电源VCC+和电源VCC-相连接；所述运算放大器U2的工作电源输入端与电源VCC+和地相连接；进一步地，电源VCC+电压为+5V，所述电源VCC-电压为-5V。如图1所示，其中Udc为与H逆变桥相连接的直流电源，第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间连接有永磁容错电机A相绕组；第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上套装有霍尔传感器Tl ;所述Voutl是第一比较电路的输出端，所述Vout2是第二比较电路的输出端，霍尔传感器检测电机绕组所在回路电流，采样电阻Rfl结合第一差分电路检测第一逆变桥臂流过电流，采样电阻Rf2结合第二差分电路检测第二逆变桥臂流过电流，参考电压Vref与电流限值相对应，当第一差分电路输出电压高于参考电压Vref，第一比较电路输出低电平，则得出第一逆变桥臂流过电流超过电流限值，所述第一差分电路输出电压与第一逆变桥臂流过电流相对应，所述参考电压Vref与电流限值相对应；当第二差分电路输出电压高于参考电压Vref，第二比较电路输出低电平，则得出第二逆变桥臂流过电流超过电流限值，所述第二差分电路输出电压与第二逆变桥臂流过电流相对应，所述参考电压Vref与电流限值相对应；进而能够根据第一比较电路的输出结果和第二比较电路的输出结果来判断第一逆变桥臂是否发生过流即超过正常工作时的电流范围以及第二逆变桥臂是否发生过流即超过正常工作时的电流范围，并综合霍尔传感器输出结果判断电机绕组所在回路是否过流即超过正常工作时的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，应用于永磁容错电机驱动系统中；所述永磁容错电机驱动系统包括用于驱动永磁容错电机每个相绕组的H逆变桥；所述H逆变桥包括由带有反并联二极管的功率开关管组成的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂；所述永磁容错电机每个相绕组连接在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间，其特征在于包括：套装在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上的霍尔传感器；串接在第一逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf1；串接在第二逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf2；连接在采样电阻Rf1两端的第一差分电路；连接在采样电阻Rf2两端的第二差分电路；与第一差分电路输出端相连接的第一比较电路；与第二差分电路输出端相连接的第二比较电路；电源VCC+；电源VCC?；所述第一差分电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器U1、电容C1、电容C2和电容C3；所述电阻R1和电容C1相串联连接在采样电阻Rf1两端；电容C1一端接地，另一端通过电阻R3与运算放大器U1的同相输入端相连接；所述电阻R2和电阻R4相串联接在电源VCC+和地之间；所述电阻R4两端并联接有电容C2；电阻R2和电阻R4的相接点与运算放大器U1的同相输入端相连接；运算放大器U1的反相输入端通过相互并联的电容C3和电阻R6连接运算放大器U1的输出端；运算放大器U1的反相输入端通过电阻R5接地；所述运算放大器U1的输出端作为第一差分电路的输出端；所述第一比较电路包括电阻R7、运算放大器U2和电阻R8；所述运算放大器U2的反相输入端通过电阻R7与第一差分电路的输出端相连接；所述运算放大器U2的同相输入端接收参考电压Vref；所述运算放大器U2的输出端通过电阻R8连接电源VCC+；所述运算放大器U2的输出端作为第一比较电路的输出端；所述第二差分电路和第一差分电路的结构相同；所述第二比较电路和第一比较电路的结构相同。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁容错电机驱动系统短路故障检测电路，应用于永磁容错电机驱动系统中；所述永磁容错电机驱动系统包括用于驱动永磁容错电机每个相绕组的H逆变桥；所述H逆变桥包括由带有反并联二极管的功率开关管组成的第一逆变桥臂和第二逆变桥臂；所述永磁容错电机每个相绕组连接在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间，其特征在于包括: 套装在第一逆变桥臂和第二逆变桥臂中点之间的导线上的霍尔传感器； 串接在第一逆变桥臂与地之间的采样电阻Rfl ； 串接在第二逆变桥臂与地之间的采样电阻Rf2 ； 连接在采样电阻Rfl两端的第一差分电路； 连接在采样电阻Rf2两端的第二差分电路； 与第一差分电路输出端相连接的第一比较电路； 与第二差分电路输出端相连接的第二比较电路； 电源VCC+ ； 电源VCC-； 所述第一差分电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、运算放大器Ul、电容Cl、电容C2和电容C3 ;所述电阻Rl和电容Cl相串联连接在采样电阻Rfl两端；电容Cl 一端接地，另一端通过电阻R3与运算放大器Ul的同相输入端相连接；所述电阻R2和电阻R4相串联接在电源VCC+和地之间；所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱景伟，刁亮，王霞，刘清官，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：实用新型
国别省市：