CN103091598B - 开关磁阻电机双开关功率变换器续流二极管故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种开关磁阻电机每相双主开关功率变换器续流二极管故障诊断方法，在每相双主开关功率变换器安放两只电流传感器，一只电流传感器LEM1用于检测直流母线下主开关总电流，另只电流传感器LEM2用于检测直流母线下续流二极管回馈的总电流。控制上、下主开关管的导通和关断，可判断上续流二极管发生短路故障、下续流二极管发生短路故障、上、下续流二极管均发生短路故障、上续流二极管发生开路故障、下续流二极管发生开路故障、或上、下续流二极管均发生开路故障。该方法对续流二极管故障检测、故障种类辨别、故障相定位准确，便于实施续流二极管故障容错控制。

Description

开关磁阻电机双开关功率变换器续流二极管故障诊断方法

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机功率变换器续流二极管故障诊断方法，适用于各种相数的每相双主开关磁阻电机功率变换器。

背景技术

每相双主开关磁阻电机功率变换器是单极性功率变换器，向开关磁阻电机供单极性电流。在恶劣的环境下开关磁阻电机功率变换器极易出现故障，由于每相双主开关磁阻电机功率变换器可使开关磁阻电机系统电机磁路上、系统电路上各相相互独立，当开关磁阻电机系统发生故障时，便于采用容错措施，实现开关磁阻电机系统在恶劣的环境下的高可靠性运行。而续流二极管是开关磁阻电机功率变换器的重要部件之一，是开关磁阻电机换相、主开关换流的重要保证，目前，所使用的每相双主开关磁阻电机功率变换器不具备续流二极管故障检测及故障定位功能，当功率变换器续流二极管出现故障时，系统不能判断续流二极管故障类型和故障的位置。而及时可靠地实现开关磁阻电机功率变换器续流二极管故障检测及定位，是实现开关磁阻电机系统容错运行的保证。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、故障检测及定位可靠、诊断过程迅速、易操作的开关磁阻电机每相双主开关功率变换器续流二极管故障诊断方法。

本发明的开关磁阻电机每相双主开关功率变换器续流二极管故障诊断方法，包括在每相双开关功率变换器中每相功率变换器的直流母线下主开关并接于一只LEMI，每相功率变换器的直流母线下续流二极管并接于另一只LEM2，一只电流传感器LEM1用于检测直流母线下主开关总电流，另一只电流传感器LEM2用于检测直流母线下续流二极管回馈的总电流，其特征在于：

（1） 对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管和下主开关管均不导通，电流传感器LEM1和电流传感器LEM2均检测不到电流；

（1a）仅让一相的下主开关管导通，若电流传感器LEM1检测到的电流超过设定值，则该相上续流二极管发生短路故障；

（1b）仅让一相的上主开关管导通，若电流传感器LEM2检测到的电流超过设定值，则该相下续流二极管发生短路故障；

（2） 对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管和下主开关管均不导通，而电流传感器LEM2检测到的电流超过设定值，则有上续流二极管和下续流二极管均发生短路故障；

（3）对该功率变换器供电，先让上主开关管和下主开关管同时导通，再让上主开关管和下主开关管同时关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流，也没有检测到反向电流，再让上主开关管和下主开关管同时导通，两种方式：

（3a）只让上主开关管关断，若电流传感器LEM2检测到反向电流，则上续流二极管发生开路故障；

（3b）只让上主开关管关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流，也没有检测到反向电流，则下续流二极管发生开路故障，或上、下续流二极管均发生开路故障。

有益效果：由于采用了上述方法，本发明能够诊断不同相数的每相双主开关磁阻电机功率变换器续流二极管短路故障、开路故障。不仅能用于该类功率变换器一相续流二极管出现故障时的故障检测、故障种类辨别、故障相定位，而且也能用于该类功率变换器两相及两相以上续流二极管同时出现故障时的故障检测、故障种类辨别、故障相定位。可迅速、准确地检测、辨别开关磁阻电机每相双主开关功率变换器续流二极管故障的种类，定位故障所发生相，具有鲁棒性强的优点，故障检测及定位可靠，诊断过程迅速，容易在微机、单片机或DSP系统上实现，是实施开关磁阻电机系统容错运行的重要保证，性价比高、实用性强，效果好，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的在每相双主开关功率变换器安放两只电流传感器LEM1、电流传感器LEM2位置的示意图；

图2是本发明的A相上续流二极管VD1发生短路故障，A相下主开关管S4导通时的电流流动路径示意图；

图3是本发明的A相下续流二极管VD4发生短路故障，A相的上主开关管S1导通时的电流流动路径示意图；

图4是本发明的A相上续流二极管VD1和下续流二极管VD4均发生短路故障，A相的下主开关管S4导通时的电流流动路径示意图；

图5是本发明的A相上续流二极管VD1和下续流二极管VD4均发生短路故障，A相的上主开关管S1导通时的电流流动路径示意图；

图6是本发明的A相下主开关S4和下续流二极管VD4导通时的电流流动路径。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

以三相开关磁阻电机每相双主开关功率变换器为例，本发明的二极管故障诊断方法：

如图1所示，在每相双主开关功率变换器安放两只电流传感器，一只电流传感器LEM1用于检测直流母线下主开关总电流i_T，另一只电流传感器LEM2用于检测直流母线下续流二极管的总电流i_D，图中箭头方向为电流正方向。以A相为例，对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管和下主开关管均不导通，电流传感器LEM1和电流传感器LEM2均检测不到电流；

如图2所示，仅让A相的下主开关管S4导通，若电流传感器LEM1检测到过大的电流i_T，则A相上续流二极管VD1发生短路故障；

如图3所示，仅让A相的上主开关管S1导通，若电流传感器LEM2检测到过大的电流i_D，则A相下续流二极管VD4发生短路故障；

对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管S1和下主开关管S4均不导通，而电流传感器LEM2检测到的电流i_D超过设定值，则有上续流二极管和下续流二极管均发生短路故障，以A相为例，

如图4所示，仅让A相的下主开关管S4导通，若电流传感器LEM1检测到的电流i_T超过设定值，则A相上续流二极管VD1发生短路故障；

如图5所示，仅让A相的上主开关管S1导通，若电流传感器LEM2检测到的过电流i_D进一步加大，则A相下续流二极管VD4发生短路故障。

对该功率变换器供电，以A相为例，先让上主开关管S1和下主开关管S4同时导通，再让上主开关管S1和下主开关管S4同时关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流、也没有检测到反向电流，再让上主开关管S1和下主开关管S4同时导通，两种方式：

如图6所示，只让上主开关管S1关断，若电流传感器LEM2检测到反向电流i_D，则上续流二极管VD1发生开路故障；

只让上主开关管S1关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流、也没有检测到反向电流，则下续流二极管VD4发生开路故障，或上续流二极管VD1、下续流二极管VD4均发生开路故障。

该开关磁阻电机功率变换器B相上续流二极管VD2、下续流二极管VD5出现短路故障、开路故障时的故障检测、故障种类辨别、故障相定位方法与开关磁阻电机功率变换器A相检测方法相同，略。

该开关磁阻电机功率变换器C相上续流二极管VD3、下续流二极管VD6出现短路故障、开路故障时的故障检测、故障种类辨别、故障相定位方法与开关磁阻电机功率变换器A相检测方法相同，略。

该开关磁阻电机功率变换器两相及两相以上的上续流二极管、下续流二极管同时出现短路故障、开路故障时的故障检测、故障种类辨别、故障相定位方法与上述检测方法类似。

Claims (1)

1.一种开关磁阻电机每相双开关功率变换器续流二极管故障诊断方法，包括在每相双开关功率变换器中每相功率变换器的直流母线下主开关并接于一只LEM1，每相功率变换器的直流母线下续流二极管并接于另一只LEM2，一只电流传感器LEM1用于检测直流母线下主开关总电流，另一只电流传感器LEM2用于检测直流母线下续流二极管回馈的总电流，其特征在于：

（1） 对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管和下主开关管均不导通，电流传感器LEM1和电流传感器LEM2均检测不到电流；

（1a）仅让一相的下主开关管导通，若电流传感器LEM1检测到的电流超过设定值，则该相上续流二极管发生短路故障；

（1b）仅让一相的上主开关管导通，若电流传感器LEM2检测到的电流超过设定值，则该相下续流二极管发生短路故障；

（2） 对该功率变换器供电，上主开关管和下主开关管均工作正常无故障，若上主开关管和下主开关管均不导通，而电流传感器LEM2检测到的电流超过设定值，则有上续流二极管和下续流二极管均发生短路故障；

（3）对该功率变换器供电，先让上主开关管和下主开关管同时导通，再让上主开关管和下主开关管同时关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流，也没有检测到反向电流，再让上主开关管和下主开关管同时导通，两种方式：

（3a）只让上主开关管关断，若电流传感器LEM2检测到反向电流，则上续流二极管发生开路故障；

（3b）只让上主开关管关断，若电流传感器LEM2既没有检测到正向电流，也没有检测到反向电流，则下续流二极管发生开路故障，或上、下续流二极管均发生开路故障。