水下永磁同步電機驅動器故障診斷與容錯運行的研究.pdf

1、永磁同步電機具有體積小、效率高、轉矩波動小、轉動慣量低等優(yōu)點，因此，基于永磁同步電機的電機驅動系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)設計中的各個領域。逆變器作為電機驅動系統(tǒng)的核心部件，若發(fā)生故障，直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重則導致整個電機驅動系統(tǒng)癱瘓。因此，具有故障診斷和容錯運行能力的電機驅動系統(tǒng)越來越受到研究者的重視。本文主要針對逆變器的開路故障，詳盡介紹了幾種行之有效的故障診斷和容錯運行方法。
　　本文首先介紹分析了基于開關函數模型的故障診斷法

2、和簡單直流法，通過仿真實驗分別驗證了這兩種方案存在的固有缺陷——添加額外的電壓傳感器和負載突變易產生誤診斷現(xiàn)象。為了消除以上缺點，提出了基于電流矢量的歸一化直流法，將三相電流進行歸一化處理，此方法很好地解決了負載突變所帶來的影響，但是在實驗中發(fā)現(xiàn)由于非故障相在故障情況下的偏移導致故障定位不準確，因此需要新的故障診斷策略。
　　其次，為了消除非故障相電流偏移導致的誤診斷現(xiàn)象，以及針對多開關故障的檢測，提出了基于電流矢量的多開關故障診

3、斷法，利用絕對值的平均值避免了電流偏移對故障診斷的影響，通過仿真和實驗驗證了方法的可行性以及對上述缺點的克服。
　　再次，針對開關存在的時斷時續(xù)情況并對此種故障進行診斷，提出并分析了基于模糊理論的開關管故障診斷方法，將模糊理論運用至多開關故障診斷法中，實現(xiàn)將開路故障按故障等級進行劃分，檢測時斷時續(xù)的故障現(xiàn)象。但是此方法在診斷多開關時斷時續(xù)故障時會產生誤診斷現(xiàn)象。
　　接著，在檢測出逆變器發(fā)生開路故障后，提出了一種三相四開關的

4、拓撲結構，將故障相接入母線電容中點處，對電機驅動系統(tǒng)進行容錯控制，詳細闡述了四扇區(qū)SVPWM的生成方式，仿真對比了“四段式”和兩種“七段式”SVPWM控制下電機的轉矩脈動，并通過實驗驗證三相四開關容錯拓撲的可行性。但是由于算法的限制，三相四開關拓撲母線電壓利用率僅為正常情況的一半，帶載能力較正常情況差。
　　最后，針對帶中性點的永磁同步電機，提出了三相四橋臂和兩相四開關的控制方式，通過理論分析，發(fā)現(xiàn)SVPWM生成方式分別與三相六開