水下永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障診斷與容錯(cuò)運(yùn)行的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)具有體積小、效率高、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低等優(yōu)點(diǎn)，因此，基于永磁同步電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域。逆變器作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，若發(fā)生故障，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重則導(dǎo)致整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)癱瘓。因此，具有故障診斷和容錯(cuò)運(yùn)行能力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)越來(lái)越受到研究者的重視。本文主要針對(duì)逆變器的開(kāi)路故障，詳盡介紹了幾種行之有效的故障診斷和容錯(cuò)運(yùn)行方法。
　　本文首先介紹分析了基于開(kāi)關(guān)函數(shù)模型的故障診斷法

2、和簡(jiǎn)單直流法，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)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(fù)載突變易產(chǎn)生誤診斷現(xiàn)象。為了消除以上缺點(diǎn)，提出了基于電流矢量的歸一化直流法，將三相電流進(jìn)行歸一化處理，此方法很好地解決了負(fù)載突變所帶來(lái)的影響，但是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)由于非故障相在故障情況下的偏移導(dǎo)致故障定位不準(zhǔn)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(dǎo)致的誤診斷現(xiàn)象，以及針對(duì)多開(kāi)關(guān)故障的檢測(cè)，提出了基于電流矢量的多開(kāi)關(guān)故障診

3、斷法，利用絕對(duì)值的平均值避免了電流偏移對(duì)故障診斷的影響，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性以及對(duì)上述缺點(diǎn)的克服。
　　再次，針對(duì)開(kāi)關(guān)存在的時(shí)斷時(shí)續(xù)情況并對(duì)此種故障進(jìn)行診斷，提出并分析了基于模糊理論的開(kāi)關(guān)管故障診斷方法，將模糊理論運(yùn)用至多開(kāi)關(guān)故障診斷法中，實(shí)現(xiàn)將開(kāi)路故障按故障等級(jí)進(jìn)行劃分，檢測(cè)時(shí)斷時(shí)續(xù)的故障現(xiàn)象。但是此方法在診斷多開(kāi)關(guān)時(shí)斷時(shí)續(xù)故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤診斷現(xiàn)象。
　　接著，在檢測(cè)出逆變器發(fā)生開(kāi)路故障后，提出了一種三相四開(kāi)關(guān)的

4、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將故障相接入母線電容中點(diǎn)處，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)控制，詳細(xì)闡述了四扇區(qū)SVPWM的生成方式，仿真對(duì)比了“四段式”和兩種“七段式”SVPWM控制下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三相四開(kāi)關(guān)容錯(cuò)拓?fù)涞目尚行?。但是由于算法的限制，三相四開(kāi)關(guān)拓?fù)淠妇€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(duì)帶中性點(diǎn)的永磁同步電機(jī)，提出了三相四橋臂和兩相四開(kāi)關(guān)的控制方式，通過(guò)理論分析，發(fā)現(xiàn)SVPWM生成方式分別與三相六開(kāi)