CN111158342A - 一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法 - Google Patents

一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法 Download PDF

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李磊
张雷
徐楠
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass

Abstract

本发明公开了一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障；本发明中电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法无需对电机控制器进行拆解，即可通过程序识别电流传感器采样不一致的故障，适用于对该故障进行初始化诊断和维修诊断，方便快捷；一次检测，可检出多个电流传感器采样不一致的故障，检测效率高且准确。

Description

一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法
技术领域
本发明涉及电机控制器技术领域，具体为一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法。
背景技术
电机控制器由IGBT(UH、UL、VH、VL、WH、WL)、控制电路、电流传感器(A1、A2、A3)和母线电容(C)组成，电流传感器采样三相电流，控制电路计算并控制IGBT的开关状态，IGBT的导通和关断实现电机U、V、W三相的电流控制，若三相电流传感器一致性不好，则无法形成圆形运行的磁场而产生转矩波动或噪声。
当电机出现电流传感器采样不一致的故障时，需要电机停止工作，拆解检测，检测程序麻烦且耽误工作进度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，通过按特定顺序导通和关断电机控制器内的IGBT，可以识别单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障。
进一步的，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断其余的IGBT，记录电流绝对值，包括以下步骤：
S1、将UH、VL导通固定时间t1，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU1、IV1、IW1；
S2、将VH、WL导通固定时间t2，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU2、IV2、IW2；
S3、将WH、UL导通固定时间t3，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU3、IV3、IW3；
S4、将VH、UL导通固定时间t4，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU4、IV4、IW4；
S5、将WH、VL导通固定时间t5，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU5、IV5、IW5；
S6、将UH、WL导通固定时间t6，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU6、IV6、IW6。
进一步的，获取数据后，电流传感器采样偏差过大判断情况包括：
P1、如果|IU1-IV1|>Ithr,且|IU6-IW6|>Ithr，则判定U相电流传感器正向采样偏差过大；
P2、如果|IU3-IW3|>Ithr,且|IU4-IV4|>Ithr，则判定U相电流传感器负向采样偏差过大；
P3、如果|IV2-IW2|>Ithr,且|IV4-IU4|>Ithr，则判定V相电流传感器正向采样偏差过大；
P4、如果|IV1-IU1|>Ithr,且|IV5-IW5|>Ithr，则判定V相电流传感器负向采样偏差过大；
P5、如果|IW3-IU3|>Ithr,且|IW5-IV5|>Ithr，则判定W相电流传感器正向采样偏差过大；
P6、如果|IW2-IV2|>Ithr,且|IW6-IU6|>Ithr，则判定W相电流传感器负向采样偏差过大；
其中，Ithr为电流偏差门限。
进一步的，确定导通时间t1、t2、t3、t4、t5、t6时，保证IGBT及电机无故障情况下，三相导通电流在IGBT的额定导通电流与峰值导通电流之间。
进一步的，t1、t2、t3、t4、t5、t6数值相同。
进一步的，判断故障后，再进行二次以上的检测，并对比结果进行检验。
进一步的，通过电流传感器一致性检查系统自动检测并校验正确性。
进一步的，所述电流传感器一致性检查系统，包括：
数据采集模块：电性连接电机，采集检测时电机的六组三相电流；
分析判断模块：连接数据采集模块，根据采集到的三相电流进行分析，根据电流传感器采样偏差过大判断条件来判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，将判断结果为输出至输出显示模块；
输出显示模块：连接分析判断模块，将判断结果传输至电机的控制器并通过显示装置显示出来；
报警模块：连接分析判断模块，在判断出电流传感器采样不一致的故障时报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，具有以下好处：
1、通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障。
2、无需对电机控制器进行拆解，即可通过程序识别电流传感器采样不一致的故障，适用于对该故障进行初始化诊断和维修诊断，方便快捷。
3、一次检测，可检出多个电流传感器采样不一致的故障，检测效率高且准确。
附图说明
图1为本发明中电机控制器初始化校验电流传感器一致性的流程图；
图2为本发明中电机控制器和永磁同步电机结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：
如图2所示，电机控制器由IGBT(UH、UL、VH、VL、WH、WL)、控制电路、电流传感器(A1、A2、A3)和母线电容(C)组成，电流传感器采样三相电流，控制电路计算并控制IGBT的开关状态，通过IGBT的导通和关断实现电机U、V、W三相的电流控制。
实施例一
如图1所示，一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障。
其中，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断其余的IGBT，记录电流绝对值，包括以下步骤：
S1、将UH、VL导通固定时间t1，同时关断其他4个IGBT，此时UH、电机U相、电机V相、VL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU1、IV1、IW1；
S2、将VH、WL导通固定时间t2，同时关断其他4个IGBT，此时VH、电机V相、电机W相、WL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU2、IV2、IW2；
S3、将WH、UL导通固定时间t3，同时关断其他4个IGBT，此时WH、电机W相、电机U相、UL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU3、IV3、IW3；
S4、将VH、UL导通固定时间t4，同时关断其他4个IGBT，此时VH、电机V相、电机U相、UL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU4、IV4、IW4；
S5、将WH、VL导通固定时间t5，同时关断其他4个IGBT，此时WH、电机W相、电机V相、VL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU5、IV5、IW5；
S6、将UH、WL导通固定时间t6，同时关断其他4个IGBT，此时UH、电机U相、电机W相、WL形成闭合回路，回路中产生电流，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU6、IV6、IW6。
导通IGBT及三相电流对应关系如表1所示。
序号 导通IGBT 三相电流绝对值
1 UH、VL IU1、IV1、IW1
2 VH、WL IU2、IV2、IW2
3 WH、UL IU3、IV3、IW3
4 VH、UL IU4、IV4、IW4
5 WH、VL IU5、IV5、IW5
6 UH、WL IU6、IV6、IW6
表1
获取数据后，电流传感器采样偏差过大判断情况包括：
P1、如果|IU1-IV1|>Ithr,且|IU6-IW6|>Ithr，则判定U相电流传感器正向采样偏差过大；
P2、如果|IU3-IW3|>Ithr,且|IU4-IV4|>Ithr，则判定U相电流传感器负向采样偏差过大；
P3、如果|IV2-IW2|>Ithr,且|IV4-IU4|>Ithr，则判定V相电流传感器正向采样偏差过大；
P4、如果|IV1-IU1|>Ithr,且|IV5-IW5|>Ithr，则判定V相电流传感器负向采样偏差过大；
P5、如果|IW3-IU3|>Ithr,且|IW5-IV5|>Ithr，则判定W相电流传感器正向采样偏差过大；
P6、如果|IW2-IV2|>Ithr,且|IW6-IU6|>Ithr，则判定W相电流传感器负向采样偏差过大；
其中，Ithr为电流偏差门限。
电流传感器采样偏差过大判断条件如表2所示。
序号 故障类型 故障判断条件
1 U相电流传感器正向采样偏差过大 |IU1-IV1|>Ithr,且|IU6-IW6|>Ithr
2 U相电流传感器负向采样偏差过大 |IU3-IW3|>Ithr,且|IU4-IV4|>Ithr
3 V相电流传感器正向采样偏差过大 |IV2-IW2|>Ithr,且|IV4-IU4|>Ithr
4 V相电流传感器负向采样偏差过大 |IV1-IU1|>Ithr,且|IV5-IW5|>Ithr
5 W相电流传感器正向采样偏差过大 |IW3-IU3|>Ithr,且|IW5-IV5|>Ithr
6 W相电流传感器负向采样偏差过大 |IW2-IV2|>Ithr,且|IW6-IU6|>Ithr
表2
为了提升检测的准确性，确定导通时间t1、t2、t3、t4、t5、t6时，保证IGBT及电机无故障情况下，三相导通电流在IGBT的额定导通电流与峰值导通电流之间；在实际检测中，t1、t2、t3、t4、t5、t6数值相同。
判断故障后，再进行二次重复检测，并对比结果进行检验，三次结果一致即可判定故障原因无误。
实施例二
本实施例中，通过电流传感器一致性检查系统自动检测并校验正确性，所述电流传感器一致性检查系统，包括：
数据采集模块：电性连接电机，采集检测时电机的六组三相电流；
分析判断模块：连接数据采集模块，根据采集到的三相电流进行分析，根据电流传感器采样偏差过大判断条件来判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，将判断结果为输出至输出显示模块；
输出显示模块：连接分析判断模块，将判断结果传输至电机的控制器并通过显示装置显示出来；
报警模块：连接分析判断模块，在判断出电流传感器采样不一致的故障时报警。
本发明发明在校验电流传感器一致性时通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，即三个电流传感器采样不一致的故障。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断电机控制器内的其余IGBT，根据六组三相电流数据分析并判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障。
2.根据权利要求1所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，通过按特定顺序导通其中两个能够与电机形成闭合回路的IGBT并关断其余的IGBT，记录电流绝对值，包括以下步骤：
S1、将UH、VL导通固定时间t1，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU1、IV1、IW1；
S2、将VH、WL导通固定时间t2，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU2、IV2、IW2；
S3、将WH、UL导通固定时间t3，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU3、IV3、IW3；
S4、将VH、UL导通固定时间t4，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU4、IV4、IW4；
S5、将WH、VL导通固定时间t5，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU5、IV5、IW5；
S6、将UH、WL导通固定时间t6，同时关断其他4个IGBT，读取并记录A1、A2、A3中的电流绝对值，表示为IU6、IV6、IW6。
3.根据权利要求2所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，获取数据后，电流传感器采样偏差过大判断情况包括：
P1、如果|IU1-IV1|>Ithr,且|IU6-IW6|>Ithr，则判定U相电流传感器正向采样偏差过大；
P2、如果|IU3-IW3|>Ithr,且|IU4-IV4|>Ithr，则判定U相电流传感器负向采样偏差过大；
P3、如果|IV2-IW2|>Ithr,且|IV4-IU4|>Ithr，则判定V相电流传感器正向采样偏差过大；
P4、如果|IV1-IU1|>Ithr,且|IV5-IW5|>Ithr，则判定V相电流传感器负向采样偏差过大；
P5、如果|IW3-IU3|>Ithr,且|IW5-IV5|>Ithr，则判定W相电流传感器正向采样偏差过大；
P6、如果|IW2-IV2|>Ithr,且|IW6-IU6|>Ithr，则判定W相电流传感器负向采样偏差过大；
其中，Ithr为电流偏差门限。
4.根据权利要求2所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，确定导通时间t1、t2、t3、t4、t5、t6时，保证IGBT及电机无故障情况下，三相导通电流在IGBT的额定导通电流与峰值导通电流之间。
5.根据权利要求4所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，t1、t2、t3、t4、t5、t6数值相同。
6.根据权利要求1所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，判断故障后，再进行二次以上的检测，并对比结果进行检验。
7.根据权利要求6所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，通过电流传感器一致性检查系统自动检测并校验正确性。
8.根据权利要求7所述的一种电机控制器初始化校验电流传感器一致性的方法，其特征在于，所述电流传感器一致性检查系统，包括：
数据采集模块：电性连接电机，采集检测时电机的六组三相电流；
分析判断模块：连接数据采集模块，根据采集到的三相电流进行分析，根据电流传感器采样偏差过大判断条件来判断单个电流传感器在正向或负向的采样偏差过大的故障，将判断结果为输出至输出显示模块；
输出显示模块：连接分析判断模块，将判断结果传输至电机的控制器并通过显示装置显示出来；
报警模块：连接分析判断模块，在判断出电流传感器采样不一致的故障时报警。
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