CN107643709B - 一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统。监控对象为超高速永磁同步电机以及市电三相交流电；所述监控系统包括监控设备和监控数据接收设备；监控设备包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、数据采集卡、振动传感器、拾音器、上位机、显示器；监控数据接收设备包括超高速永磁同步电机驱动控制系统中的驱动与隔离模块以及上位机。监控系统能多方面监控电机运行，并将电机的工作状况及时的传递给上位机操作员，当发生有可能导致事故的紧急情况时，监控系统能根据检测获得的数据判断故障情况并采取安全处理措施。

Description

一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统

技术领域

本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种超高速永磁同步电机的工作监控系统。

背景技术

超高速永磁同步电机的出现对电机运行工况的监测系统提出了新的要求，超高速电机的运行故障可能会产生比低速电机故障更为严重的后果。传统的电机监控系统多为传统中低转速电机设计，已经无法满足超高速电机的监控要求。为避免或减小超高速永磁同步电机运作故障引发的安全事故，需要针对超高速永磁同步电机设计专用的监控系统。

发明内容

本发明提出一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统，监控对象为超高速永磁同步电机以及市电三相交流电；所述监控系统包括监控设备和监控数据接收设备；监控设备包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、数据采集卡、振动传感器、拾音器、上位机、显示器；监控数据接收设备包括超高速永磁同步电机驱动控制系统中的驱动与隔离模块以及上位机；

多个电流传感器分别安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电流传感器分别检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电流、市电输入电流以及直流母线电流，并将采集得到的电流信号传输给数据采集卡；

多个电压传感器安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电压传感器检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电压、市电输入电压以及直流母线电压，并将采集得到的电压信号传输给数据采集卡；

超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部分别安装一个温度传感器数量，用于采集超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部的温度，并将采集到的温度信号传输给数据采集卡；

振动传感器安装于超高速电主轴轴体上，用于采集超高速电主轴轴体振动信号，并将采集到的振动信号传输给数据采集卡；

拾音器安装于超高速电主轴轴体附近，用于采集超高速电主轴轴体运行过程中的噪声，并将采集到的噪声信号传输给数据采集卡；

数据采集卡安装于上位机，用于接收电流传感器、电压传感器、温度传感器、振动传感器以及拾音器采集的数据信号，并将这些数据转换成处理为上位机及其他设备能够识别的数据格式；

上位机用于对数据采集卡传输过来的各项数据与相应的安全范围值进行比较，如果所有的数据值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将采集到的各项数据显示在显示器上；如果某一数据不在安全范围内，则上位机输出相应告警信号并显示在显示器上，并向电机驱动控制器发送告警信息，由电机驱动控制器控制电机采取安全措施。

进一步，上位机根据采集到的电压和电流信号，使用基于扩展卡尔曼滤波的转速估计算法估算出超高速永磁同步电机的速度，并观测超高速永磁同步电机的速度波形，评估速度的大小与加速度的大小；将评估得到的速度、加速度与相应的安全范围值进行比较，如果评估得到的速度、加速度的值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果评估得到的速度、加速度的值在不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

进一步，上位机根据数据采集卡传输过来的振动信号，用于观测在100ms时间内的最大振动幅度与振动频率；将评估得到的振动幅度、振动频率与相应的安全范围值进行比较，如果评估得到的值在安全范围内则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果在不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

进一步，上位机根据数据采集卡传输过来的拾音器信号，观测在100ms时间内的噪声最大分贝值；将所述噪声最大分贝与的安全范围值进行比较，如果得到的值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果不在安全范围内的值，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

进一步，所述驱动与隔离模块接收到上位机发送过来的警告信号采取制动或系统停止运行的安全措施，具体为：

当上位机估算出的电机速度、加速度不在安全数据范围，驱动控制器对电机采取制动措施；

当驱动控制器中的温度和超高速电主轴的温度超过安全数据范围，驱动控制器对电机采取制动措施；

当霍尔电压传感器采样检测到的直流母线电压超过标称电压的1.1倍时，监控系统产生过压告警信号，如果过压故障时间超过3s，则电机的主控制系统将确认电机驱动系统发生了过压故障，同时封锁PWM脉冲控制信号的输出，使超高速永磁同步电机自动减速至停止状态；当霍尔电压传感器采样检测到的直流母线电压低于标称电压的0.85倍时，监控系统产生欠压故障信号，如果欠压故障时间超过3s，则电机的主控制系统将确认电机驱动系统发生了欠压故障，同时封锁PWM脉冲控制信号的输出，使超高速永磁同步电机自动减速至停止状态；

当霍尔电流传感器检测到的电流信号超出安全数据范围，驱动控制器对电机采取自动减速至停止状态；

当噪声分贝值以及振动频率和幅值超出安全数据范围，动控制器对电机采取自动减速至停止状态。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，本发明超高速永磁同步电机的实时监控系统能将电机的工作状况及时的传递给上位机操作员，多传感器的应用可从多方面监控电机运行；当发生有可能导致事故的紧急情况时，监控系统能根据测到的数据人为判断或者自主判断故障情况，并人为或自主采取紧急处理措施；在监控转速方面采用了无传感器转速测量方法，具有更加普遍的适用性。

附图说明

图1是本发明中高速永磁同步电机驱动控制器组成示意图。

图2是本发明多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统组成示意图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明超高速永磁同步电机的工作监控系统的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

本发明监控系统的监控对象为超高速永磁同步电机以及市电三相交流电。结合图1，所述超高速永磁同步电机的驱动控制器包括散热模块1、驱动系统模块2、主控制系统模块3。

散热模块1包括散热器底座1-1，启动器温度检测模块1-2，风扇驱动控制模块1-3以及风扇1-4。驱动系统模块2，包括整流模块2-1，逆变模块2-2，驱动与隔离模块2-3，霍尔模块2-5。

主控制系统模块3包括双核DSP主控制模块3-1，FPGA从控制模块3-2，第二温度检测模块3-3，调理模块3-4，AD转换模块3-5以及电源模块3-6。其中，双核DSP主控模块3-1包括第一核3-1-2和第二核3-1-1。FPGA从控制模块3-2包括PWM脉冲宽度信号监控模块3-2-1和保护模块3-2-2。

在散热模块1中，散热器底座1-1材质为铝制，用于为驱动控制器中的功率器件传导散热，其与驱动控制器外壳配合安装，与驱动控制器中的功率器件接触安装。驱动器温度检测模块1-2安装于驱动控制器散热模块附近，用于实时采集驱动控制器的温度并将驱动器的温度模拟信号转换成数字温度信号，传输给风扇驱动控制模块1-3。风扇驱动控制模块1-3根据驱动器温度检测模块1-2获得的温度检测信号，将所设定的温度上限与得到的温度检测信号相比较，得到是否开启风扇的判断，若检测温度大于设定温度上限，则向风扇模块输送功率信号，最终实现风扇1-4的开关控制。风扇1-4接收风扇驱动控制模块1-3的传输的功率信号和开关信号进行开关状态切换。

在驱动系统模块2中，整流模块2-1与三相交流电通过电源保护模块连接，将三相交流电整流成510V左右的直流电，为逆变模块2-2和主控制系统供电。所述逆变模块2-2接收驱动与隔离模块2-3的PWM脉冲信号，并根据PWM脉冲信号将直流电逆变成交流电，为风扇驱动控制模块1-3、霍尔模块2-5以及永磁同步电机的定子供电。驱动与隔离模块2-3接收经过FPGA从控制模块3-2监控的PWM信号，进行隔离传输，将PWM信号接入驱动芯片以转换成能够驱动逆变模块的高电平PWM信号并将该信号传输给逆变模块2-2。霍尔模块2-5用于使用霍尔元件对逆变模块2-2逆变得到的定子三相电压电流信号、直流母线的电压电流信号进行采样并传递给主控制系统模块中的信号调理模块3-4。

在主控系统模块3中，电源模块3-6用于将整流模块2-1输出的电压转换成主控制系统所需的±15V，+3.3V，+1.2V，+1.5V等电压。电机温度检测模块3-3用于采集超高速电机的本体温度，并将该温度信号传输给调理模块3-4。调理模块3-4用于接收霍尔模块2-5输出的超高速电机的定子电压电流信号、直流母线电压，并接收电机温度检测模块3-3采集的电机本体温度信号，并将所述接收到的三种信号调理成主控制系统中符合AD模块输入要求的信号，并将调理好的电机的定子电压电流信号、电机温度信号、直流母线电压信号传递给AD模块3-5。AD模块3-5用于将接收到的调理后的定子电压电流信号、电机温度信号转换成数字芯片可以接收的数字信号，并传递给FPGA从控制模块3-2中的保护模块3-2-2以及双核DSP主控模块3-1中的第二核3-1-1。双核DSP主控模块中的第一核3-1-2用于直接转矩控制，即用于根据设定的目标转速和由第二核计算得到的估计转速，根据实际电机的数学模型，通过直接转矩控制得到给予驱动系统的逆变模块的PWM控制信号量，并将PWM控制信号量发送给FPGA从控制模块3-2。第二核3-1-1用于根据AD模传3-5传输过来的定子三相电压、电流信号，使用扩展卡尔曼估计算法估算出电机速度和转子位置，并将估计得到的电机转速和转子位置数据传递给第一核3-1-2。保护模块3-2-2用于接收AD模块3-5输出的定子三相电压、电流、母线电压、电机温度信号，在定子三相电压、电流、母线电压、电机温度信号达到设定的报警条件后，产生故障信号并封锁FPGA从控制模块3-2的PWM控制信号的输出。即在满足报警条件时，FPGA从控制模块3-2停止输出PWM控制信号给驱动与隔离模块。PWM监控模块3-2-1用于接收双核DSP模块中产生的PWM控制信号量，并对PWM控制信号量进行互锁条件判断，由于同一桥臂的两路PWM信号不允许同时导通，若任意桥臂的PWM信号与同一桥臂的另一路信号没用同时导通，则认为满足互锁条件。若出现互锁条件不满足的情况，产生故障信号并封锁FPGA从控制模块3-2的PWM控制信号的输出。若PWM控制信号量满足互锁条件，则将PWM控制信号量输出给驱动系统中的驱动与隔离模块2-3。

结合图2，作为一种实施方式，驱动控制器整体单周期工作流程如下：

步骤一，主控系统模块中双核DSP主控模块的第二核3-1-1根据AD模块3-5的直流母线电压以及三相定子电压电流信号，估算得到转子速度与转子位置信号、定子磁链、电磁转矩、相位角。

步骤二，第一核3-1-2根据上位机发送的给定转速信号以及第二核3-1-1估算得到的转子速度与转子位置信号、定子磁链、电磁转矩、相位角，结合永磁同步电机数学模型进行直接转矩控制，输出6路PWM控制信号。

步骤三，主控系统模块中FPGA从控制模块3-2接收步骤二中输出的6路PWM控制信号，并由PWM监控模块3-2-1进行故障条件的判断，若判断为故障，则封锁PWM控制信号输出；若判断为非故障，则将6路PWM控制信号输出至驱动系统2。

步骤四，驱动系统2接收步骤三中输出的6路PWM控制信号，从而控制大功率IGBT的导通与关断，将直流电逆变成三相交流电输出到电机定子侧。

双核DSP主控模块的第一核在正常工作的情况下，其一个控制周期工作流程为：

步骤一，接收上位机发送的给定转速信号，接收第二核估算得到的转子速度与转子位置信号、定子磁链、电磁转矩、相位角。

步骤二，通过坐标变换和永磁同步电机数学模型计算得到超高速永磁同步电机的电磁转矩定子磁链及其相位角

步骤三，将转矩比较器的误差输入PI调节器并与定子磁链相位角比较获得然后结合给定定子参考磁链和i_α、i_β获得SVPWM模块所需的参考电压和

步骤四，根据步骤三中输出的参考电压信号和得到所希望的定子参考合成电压u_ref。

步骤五，利用SVPWM模块计算基本电压矢量及其作用时间，输出逆变模块的IGBT功率开关器件所需的控制信号，控制其开关状态。

所述监控系统包括监控设备和监控数据接收设备。监控设备包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、数据采集卡、振动传感器、拾音器、上位机、显示器。监控数据接收设备包括所述双内核超高速永磁同步电机驱动控制系统中的驱动与隔离模块(2-3)以及上位机。电流传感器和电压传感器优选霍尔元件，即优选霍尔元件电流传感器和霍尔元件电压传感器。监控系统中的霍尔元件电流传感器、霍尔元件电压传感器、温度传感器、振动传感器、拾音器都是采用非侵入式测量方法。

监控系统中的多个电流传感器分别安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电流传感器分别检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电流、市电输入电流以及直流母线电流，并将采集得到的电流信号传输给数据采集卡。

监控系统中的多个电压传感器安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电压传感器检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电压、市电输入电压以及直流母线电压，并将采集得到的电压信号传输给数据采集卡。

超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部可以分别安装一个温度传感器数量，用于采集超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部的温度，并将采集到的温度信号传输给数据采集卡。

振动传感器安装于超高速电主轴轴体上，用于采集超高速电主轴轴体振动信号，并将采集到的振动信号传输给数据采集卡。

拾音器安装于超高速电主轴轴体附近，用于采集超高速电主轴轴体运行过程中的噪声，并将采集到的噪声信号传输给数据采集卡。

数据采集卡安装于上位机，用于接收电流传感器、电压传感器、温度传感器、振动传感器以及拾音器采集的数据信号，并将这些数据转换成处理为上位机等其他设备能够识别的格式。

上位机用于对数据采集卡传输过来的各项数据与相应的安全范围值进行比较，如果所有的数据值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将采集到的各项数据显示在显示器上；如果某一数据不在安全范围内，则上位机输出相应告警信号并显示在显示器上，并向点击驱动控制器发送告警信息。

上位机可根据采集到的电压和电流信号，使用基于扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalman filter,EKF)的转速估计算法来估算超高速永磁同步电机的速度，并观测超高速永磁同步电机的速度波形，评估速度的大小与加速度的大小。将评估得到的速度、加速度与相应的安全范围值进行比较。如果评估得到的速度、加速度的值在安全范围内则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果评估得到的速度、加速度的值在不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

上位机还可以根据数据采集卡传输过来的振动信号，用于观测在100ms时间内的最大振动幅度与振动频率。将评估得到的振动幅度、振动频率与相应的安全范围值进行比较。如果评估得到的值在安全范围内则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果在不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

上位机还可以根据数据采集卡传输过来的拾音器信号，观测在100ms时间内的噪声最大分贝值。将所述噪声最大分贝与的安全范围值进行比较值。如果得到的值在安全范围内则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果不在安全范围内的值，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

所述超高速永磁同步电机驱动控制器中的驱动与隔离模块(2-3)接收监上位机发送过来的警告信号采取制动或全系统停止运行等处理。具体为:

1、速度保护

当上位机估算出的电机速度、加速度不在安全数据范围，则驱动控制器对电机采取制动措施。

2、温度保护

当监控系统得到的驱动器中的温度与超高速电主轴的温度超过安全数据范围，则驱动控制器对电机采取制动措施。

3、电压保护

监控系统直流母线电压进行AD采样检测，将检测到的电压信号送入监控系统判断驱动系统是否出现过压或者欠压。设定当直流母线电压超过标称电压的1.1倍(591V)时，监控系统产生过压告警信号，如果发生过压故障时间超过3s，则主控制系统判断驱动系统发生了过压故障，同时封锁PWM脉冲的输出，使超高速永磁同步电机自动减速至停止运转。

欠压保护和过压保护设计原理相同，当霍尔电压传感器采样检测到的直流母线电压低于标称电压的0.85倍(450V)时，比较器输出欠压故障信号，主控制系统捕获到该信号开始计时，如果发生欠压故障时间超过3s，则主控制系统判断驱动系统发生了欠压故障，使超高速永磁同步电机自动减速至停止运转。

4、过流保护

监控系统中，通过霍尔电流传感器对输入整个驱动控制系统的三相交流电电流进行监测，对输入超高速永磁同步电机的三相电流进行监测。并将监测值送入超高速永磁同步电机监控系统，当得到的数据超出安全数据表范围，监控系统发出告警信号，使超高速永磁同步电机自动减速至停止运转。

5、振动噪声保护

监控系统中，通过拾音器和振动传感器对电主轴运行时的噪声和振动情况进行监测，并将监测值送入超高速永磁同步电机监控系统，当评估得到的噪声分贝值和振动频率和幅值超出安全数据表范围，监控系统发出告警信号，使超高速永磁同步电机自动减速至停止运转。

上述各项故障在监控系统判断过程中，分为自动故障处理模式和人工故障处理模式。

自动故障检测以及处理步骤如下所示：

步骤1，数据采集卡采集霍尔元件电流传感器、霍尔元件电压传感器、温度传感器、拾音器、振动传感器测量得到的数据，并将数据传输给上位机；

步骤2，上位机根据霍尔元件电流传感器、霍尔元件电压传感器来观测得到转速数据与加速度数据，根据采集到的振动数据得到振动幅值与频率，根据采集到的噪音数据得到噪声最大分贝值，并采集得到定子电压电流、母线电压电流、市电输入电压电流，控制模块接收数据后将其转换成便于人类识别的数据；

步骤3，上位机将步骤2得到的数据与安全范围数据表对比，如果步骤2得到的数据超出安全数据表范围，上位机将超出安全数据表范围的数据的错误指令发送给驱动器，视故障等级进行制动或断电处理；

步骤4，上位机将错误指令显示在显示屏上，操作人员看到信息后进行进一步的人工操作或者后续检测；

人工故障检测及处理步骤如下所示：

步骤1，数据采集卡采集霍尔元件电流传感器、霍尔元件电压传感器、温度传感器、拾音器、振动传感器测量得到的数据，并将数据传输给上位机；

步骤2，上位机根据霍尔元件电流传感器、霍尔元件电压传感器来观测得到转速数据与加速度数据，根据采集到的振动数据得到振动幅值与频率，根据采集到的噪音数据得到噪声最大分贝值，并采集得到定子电压电流、母线电压电流、市电输入电压电流，控制模块接收数据后将其转换成便于人类识别的数据；

步骤3，上位机错误指令显示在显示屏上，操作人员看到信息进行后续操作。

Claims (4)

1.一种基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统，其特征在于，监控对象为超高速永磁同步电机以及市电三相交流电；所述监控系统包括监控设备和监控数据接收设备；监控设备包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、数据采集卡、振动传感器、拾音器、上位机、显示器；监控数据接收设备包括超高速永磁同步电机驱动控制系统中的驱动与隔离模块以及上位机；

多个电流传感器分别安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电流传感器分别检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电流、市电输入电流以及直流母线电流，并将采集得到的电流信号传输给数据采集卡；

多个电压传感器安装于超高速永磁同步电机的定子侧、市电输入侧以及直流母线侧，通过电压传感器检测输入超高速永磁同步电机定子侧的三相定子电压、市电输入电压以及直流母线电压，并将采集得到的电压信号传输给数据采集卡；

超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部分别安装一个温度传感器，用于采集超高速电主轴轴体和超高速电主轴驱动器内部的温度，并将采集到的温度信号传输给数据采集卡；

振动传感器安装于超高速电主轴轴体上，用于采集超高速电主轴轴体振动信号，并将采集到的振动信号传输给数据采集卡；

拾音器安装于超高速电主轴轴体附近，用于采集超高速电主轴轴体运行过程中的噪声，并将采集到的噪声信号传输给数据采集卡；

数据采集卡安装于上位机，用于接收电流传感器、电压传感器、温度传感器、振动传感器以及拾音器采集的数据信号，并将这些数据转换成处理为上位机及其他设备能够识别的数据格式；

上位机用于对数据采集卡传输过来的各项数据与相应的安全范围值进行比较，如果所有的数据值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将采集到的各项数据显示在显示器上；如果某一数据不在安全范围内，则上位机输出相应告警信号并显示在显示器上，并向电机驱动控制器发送告警信息，由电机驱动控制器控制电机采取安全措施；

上位机根据采集到的电压和电流信号，使用基于扩展卡尔曼滤波的转速估计算法估算出超高速永磁同步电机的速度，并观测超高速永磁同步电机的速度波形，评估速度的大小与加速度的大小；将评估得到的速度、加速度与相应的安全范围值进行比较，如果评估得到的速度、加速度的值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果评估得到的速度、加速度的值不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

2.如权利要求1所述基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统，其特征在于，上位机根据数据采集卡传输过来的振动信号，用于观测在100ms时间内的最大振动幅度与振动频率；将评估得到的振动幅度、振动频率与相应的安全范围值进行比较，如果评估得到的值在安全范围内则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果不在安全范围内，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

3.如权利要求1所述基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统，其特征在于，上位机根据数据采集卡传输过来的拾音器信号，观测在100ms时间内的噪声最大分贝值；将所述噪声最大分贝与安全范围值进行比较，如果得到的值在安全范围内，则认为超高速电主轴工作正常，并将评估得到的数据显示在显示器上；如果不在安全范围内的值，则向电机驱动控制器输出相应告警信号并警告信号显示在显示器上。

4.如权利要求1所述基于多传感器信息融合的超高速永磁同步电机监控系统，其特征在于，所述驱动与隔离模块接收到上位机发送过来的警告信号采取制动或系统停止运行的安全措施，具体为：

当上位机估算出的电机速度、加速度不在安全数据范围，驱动控制器对电机采取制动措施；

当驱动控制器中的温度和超高速电主轴的温度超过安全数据范围，驱动控制器对电机采取制动措施；

当霍尔电压传感器采样检测到的直流母线电压超过标称电压的1.1倍时，监控系统产生过压告警信号，如果过压故障时间超过3s，则电机的主控制系统将确认电机驱动系统发生了过压故障，同时封锁PWM脉冲控制信号的输出，使超高速永磁同步电机自动减速至停止状态；当霍尔电压传感器采样检测到的直流母线电压低于标称电压的0.85倍时，监控系统产生欠压故障信号，如果欠压故障时间超过3s，则电机的主控制系统将确认电机驱动系统发生了欠压故障，同时封锁PWM脉冲控制信号的输出，使超高速永磁同步电机自动减速至停止状态；

当霍尔电流传感器检测到的电流信号超出安全数据范围，驱动控制器对电机采取自动减速至停止状态；

当噪声分贝值以及振动频率和幅值超出安全数据范围，驱 动控制器对电机采取自动减速至停止状态。