CN113447853A - 一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，涉及故障诊断技术领域。该方法改变了功率变换器拓扑中电流传感器的位置，在直流母线上放置第一电流传感器用于检测母线电流，在上桥臂功率管总线上放置第二电流传感器用于检测上桥臂功率管导通电流；结合电机的工作状态，通过上桥臂功率管导通电流与相电流之间的关系间接得到相电流实现电机的正常运行；根据不同功率管故障时所对应的电流流通路径不同，结合功率管的驱动信号和位置信号实现故障诊断。本方法相较于传统不改变电流传感器位置的故障诊断方法，既节约了电流传感器的数量，也能够快速实现功率管的开路故障定位，实现方法简单准确。

Description

一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，尤其是一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法。

背景技术

功率变换器是电励磁双凸极电机驱动系统中最薄弱的环节，功率变换器发生故障后、整个系统运行在非平衡工作状态，甚至引起电机停转，因此对功率变换器的故障诊断是提高系统可靠性的关键。功率变换器的故障类型主要分为短路故障和开路故障两种，开路故障会导致电机系统出力减少，影响电机正常运行，严重可能导致电机停机；短路故障会引发桥臂直通，通过在功率变换器中串联快速熔断器可以将其转化为开路故障。因此功率变换器的开路故障诊断是目前研究的热点。

夏一文等公开的“基于反电势电流的电励磁双凸极电机驱动电路单管开路故障诊断研究”(电工技术学报，2020年11月09日，第35卷，第23期，4888-4897页)论文中介绍了一种通过改变双凸极电机的控制方式，故障后切换到另外两种控制方式，对比切换前后相电流的不同来实现开路故障定位。该方法虽能实现单管开路故障定位，但所需诊断时间较长且没有减小故障诊断成本。

冯小宝等公开的“一种电励磁双凸极电机功率变换器及其方法”(中国，公开日：2021年3月9日，公开号：CN110138306B)专利中公开了一种通过在下桥臂功率管上放置一个电流传感器，然后通过脉冲注入来实现故障定位，该方法虽然节约了成本，只需要一个电流传感器，但该方法对于下管开路和双管开路无法区分，即存在误诊断现象，同时该方案故障诊断时间长。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，本发明的技术方案如下：

一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，该方法包括：

在功率变换器的直流母线上放置第一电流传感器、在上桥臂功率管总线上放置第二电流传感器，功率变换器中各个上桥臂功率管的集电极均相连并通过上桥臂功率管总线连接到直流母线的正极；

在功率变换器工作过程中，通过第一电流传感器获取母线电流i_dc，并通过第二电流传感器获取上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}，将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值控制电励磁双凸极电机在不同运行状态下运行，在每个运行状态下，功率变换器中与运行状态对应的上桥臂功率管恒通、与运行状态对应的下桥臂功率管斩波、其余功率管均关闭；

根据不同功率管发生开路故障时形成的续流回路不同，结合功率管的驱动信号、位置信号以及母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}对当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管进行开路故障诊断。

其进一步的技术方案为，根据不同功率管发生开路故障时形成的续流回路不同，结合功率管的驱动信号、位置信号以及母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}对当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管进行开路故障诊断，包括：

当功率管的驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}＝0时，确定与位置信号对应的当前的运行状态对应的上桥臂功率管发生开路故障、对应的下桥臂功率管正常工作；

当功率管的驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}>0时，确定与位置信号对应的当前的运行状态对应的下桥臂功率管发生开路故障、对应的上桥臂功率管正常工作；

当功率管的驱动信号为1且i_dc<0且i_{Q_up}＝0时，确定与位置信号对应的当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管均发生开路故障。

其进一步的技术方案为，当电励磁双凸极电机运行于每一种运行状态下时，电励磁双凸极电机中与运行状态对应的两个相绕组工作、另一个相绕组不工作，母线电压、两个工作的相绕组以及运行状态对应的两个功率管形成导通回路，则上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}的大小与两个工作的相绕组的相电流的大小相等且为正，不工作的相绕组的相电流为0。

其进一步的技术方案为，在功率变换器中，上桥臂功率管Q₁、Q₃和Q₅的集电极均相连并通过上桥臂功率管总线连接到直流母线的正极，二极管D₁的阳极连接上桥臂功率管Q₁的发射极，二极管D₃的阳极连接上桥臂功率管Q₃的发射极，二极管D₅的阳极连接上桥臂功率管Q₅的发射极，二极管D₁、D₃和D₅的阴极均相连并连接直流母线的正极；

上桥臂功率管Q₁的发射极连接下桥臂功率管Q₄的集电极和二极管D₄的阴极，上桥臂功率管Q₃的发射极连接下桥臂功率管Q₆的集电极和二极管D₆的阴极，上桥臂功率管Q₅的发射极连接下桥臂功率管Q₂的集电极和二极管D₂的阴极；二极管D₄、D₆、D₂的阳极以及下桥臂功率管Q₄、Q₆和Q₂的发射极均相连并连接直流母线的负极；

电励磁双凸极电机的A相绕组连接上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₄的公共端，B相绕组连接上桥臂功率管Q₃和下桥臂功率管Q₆的公共端，C相绕组连接上桥臂功率管Q₅和下桥臂功率管Q₂的公共端；

则电励磁双凸极电机的第一运行状态对应下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅，第二运行状态对应下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁，第三运行状态对应下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃。

其进一步的技术方案为，当根据位置信号确定电励磁双凸极电机工作于第一运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₅发生开路故障，下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、下桥臂功率管Q₄、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₄发生开路故障，下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、二极管D₁、上桥臂功率管Q₅以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅均发生开路故障，下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、二极管D₁、母线电压、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

其进一步的技术方案为，当根据位置信号确定电励磁双凸极电机工作于第二运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₁发生开路故障，上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、下桥臂功率管Q₆、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₆发生开路故障，上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、二极管D₃、上桥臂功率管Q₁以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁均发生开路故障，上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、二极管D₃、母线电压、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

其进一步的技术方案为，当根据位置信号确定电励磁双凸极电机工作于第三运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₃发生开路故障，下桥臂功率管Q₂和下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、下桥臂功率管Q₂、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₂发生开路故障，下桥臂功率管Q₂和下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、二极管D₅、上桥臂功率管Q₃以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃均发生开路故障，下桥臂功率管Q₂和下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、二极管D₅、母线电压、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

其进一步的技术方案为，当电励磁双凸极电机工作于第一运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₅、C相绕组、A相绕组以及下桥臂功率管Q₄形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_a＝i_c且i_b＝0；

当电励磁双凸极电机工作于第二运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₁、A相绕组、B相绕组以及下桥臂功率管Q₆形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_b＝i_a且i_c＝0；

当电励磁双凸极电机工作于第三运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₃、B相绕组、C相绕组以及下桥臂功率管Q₂形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_c＝i_b且i_a＝0；

其中，i_a为A相绕组的电流，i_b为B相绕组的电流，i_c为C相绕组的电流。

本发明的有益技术效果是：

本发明公开了一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，该方法将电流传感器分别放置在直流母线和上桥臂功率管总线上，因此只需使用两个电流传感器即可快速定位发生开路故障的功率管，实现方法简单准确，故障诊断速度快且诊断成本低，而且有利于提高整个驱动系统的稳定性。

附图说明

图1是一个实施例中电励磁双凸极电机功率变换器拓扑图。

图2是电励磁双凸极电机电感曲线和功率变换器导通逻辑图。

图3是基于图1所示的功率变换器所提出的故障诊断总体控制系统框图。

图4是本发明的开路故障诊断流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明公开了一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，改变电流传感器的放置位置。本发明不再将电流传感器放置在三个相绕组处，而是放置在功率变换器的直流母线和上桥臂功率管总线上，功率变换器中各个上桥臂功率管的集电极均相连并通过上桥臂功率管总线连接到直流母线的正极。

请参考图1示出的一个实施例中的电励磁双凸极电机功率变换器的拓扑图，在功率变换器中，上桥臂功率管Q₁、Q₃和Q₅的集电极均相连并通过上桥臂功率管总线连接到直流母线的正极。二极管D₁的阳极连接上桥臂功率管Q₁的发射极，二极管D₃的阳极连接上桥臂功率管Q₃的发射极，二极管D₅的阳极连接上桥臂功率管Q₅的发射极，二极管D₁、D₃和D₅的阴极均相连并连接直流母线的正极。上桥臂功率管Q₁的发射极连接下桥臂功率管Q₄的集电极和二极管D₄的阴极，上桥臂功率管Q₃的发射极连接下桥臂功率管Q₆的集电极和二极管D₆的阴极，上桥臂功率管Q₅的发射极连接下桥臂功率管Q₂的集电极和二极管D₂的阴极。二极管D₄、D₆、D₂的阳极以及下桥臂功率管Q₄、Q₆和Q₂的发射极均相连并连接直流母线的负极。电励磁双凸极电机的A相绕组连接上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₄的公共端，B相绕组连接上桥臂功率管Q₃和下桥臂功率管Q₆的公共端，C相绕组连接上桥臂功率管Q₅和下桥臂功率管Q₂的公共端。

则如图1所示，本发明在功率变换器的直流母线上放置第一电流传感器用于检测母线电流i_dc，在上桥臂功率管总线上放置第二电流传感器用于检测上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}。

步骤2，分析电励磁双凸极电机在一个电角度周期内的上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}与A、B、C三相绕组的相电流之间的关系。

电励磁双凸极电机的功率变换器在一个电角度周期内分为三个工作区间，每个工作区间只有一个上桥臂功率管和一个下桥臂工作率工作，基于图1这种功率变换器的拓扑图，功率变换器在三个工作区间内处于工作状态的功率管分别为Q₄Q₅→Q₁Q₆→Q₂Q₃，导通逻辑图如图2所示，对应的电励磁双凸极电机电感曲线也如图2所示。相应的，电励磁双凸极电机在一个电角度周期内也分为三种运行状态，为了叙述方便，定义0°-120°为第一运行状态、120°-240°为第二运行状态，240°-360°为第三运行状态，结合图2所示的电感曲线，记i_a为A相绕组的电流，i_b为B相绕组的电流，i_c为C相绕组的电流，可以确定电励磁双凸极电机在一个电角度周期内的上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}与A、B、C三相绕组的相电流的关系为：

(1)电励磁双凸极电机的第一运行状态下(0°-120°区间)，Q₄和Q₅导通且Q₄斩波、Q₅恒通，Q₁、Q₂、Q₃和Q₆均关闭，则第一运行状态对应下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅，此时电励磁双凸极电机中A相绕组和C相绕组正常工作，B相绕组不工作。

在这种情况下，C相绕组的电流为正、A相绕组的电流为负，上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}＝-i_a＝i_c且i_b＝0。

(2)电励磁双凸极电机的第二运行状态下(120°-240°区间)，Q₆和Q₁导通且Q₆斩波、Q₁恒通，Q₂、Q₃、Q₄和Q₅均关闭，则第二运行状态对应下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁，此时电励磁双凸极电机中A相绕组和B相绕组正常工作，C相绕组不工作。

在这种情况下，A相绕组的电流为正、B相绕组的电流为负，上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}＝-i_b＝i_a且i_c＝0。

(3)电励磁双凸极电机的第二运行状态下(240°-360°区间)，Q₂和Q₃导通且Q₂斩波、Q₃恒通，Q₁、Q₄、Q₅和Q₆均关闭，则第三运行状态对应下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃，此时电励磁双凸极电机中B相绕组和C相绕组正常工作，A相绕组不工作。

在这种情况下，B相绕组的电流为正、C相绕组的电流为负，上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}＝-i_c＝i_b且i_a＝0。

综上可知，当电励磁双凸极电机运行于每一种运行状态下时，电励磁双凸极电机中与运行状态对应的两个相绕组工作、另一个相绕组不工作，母线电压U_dc、两个工作的相绕组以及运行状态对应的两个功率管形成导通回路，上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}的大小与两个工作的相绕组的相电流的大小相等且为正，不工作的相绕组的相电流为0。

步骤3，将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值，控制电励磁双凸极电机在不同运行状态下运行。本发明基于图1所示结构的功率变换器实现的电励磁双凸极电机驱动系统的控制框图如图3所示，在该系统中采用转速电流双闭环的控制方式进行驱动功率管，将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值，可以实现电励磁双凸极电机在0°-120°区间、120°-240°区间和240°-360°区间的正常运行。

步骤4，根据不同功率管发生开路故障时形成的续流回路不同，结合功率管的驱动信号P_i(i＝1,2,3)、位置信号H_i(i＝1,2,3)以及根据母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}对运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管进行开路故障诊断，下面分析功率变换器在每个运行状态时故障前后电流值以及驱动信号和位置信号变化特点：

1、当位置信号H₁＝1、H₂＝0、H₃＝0时，确定电励磁双凸极电机的第一运行状态下(0°-120°区间)。

(1-a)若功率变换器正常工作，Q₄和Q₅导通且Q₄斩波、Q₅恒通，Q₄驱动信号P₁在0与1间跳变，P₂＝0且P₃＝0，即剩余功率管均关闭。此时电励磁双凸极电机中A相绕组和C相绕组正常工作，B相绕组不工作，如上分析，整个工作区间内都有i_{Q_up}＝-i_a＝i_c且i_b＝0，即将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值可以实现变换器在0°-120°区间正常工作。

(1-b)若上桥臂功率管Q₅发生开路故障，Q₄和Q₅驱动信号P₁恒为1，即Q₄恒通，则A相绕组、下桥臂功率管Q₄、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0。

(1-c)若下桥臂功率管Q₄发生开路故障，Q₅恒通且Q₄和Q₅驱动信号P₁恒为1，则A相绕组、二极管D₁、上桥臂功率管Q₅以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0。

(1-d)若下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅均发生开路故障，Q₄和Q₅驱动信号P₁恒为1，则A相绕组、二极管D₁、母线电压、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0。

2、当位置信号H₁＝0、H₂＝1、H₃＝0时，确定电励磁双凸极电机的第二运行状态下(120°-240°区间)。

(2-a)若功率变换器正常工作，Q₆和Q₁导通且Q₆斩波、Q₁恒通，Q₆和Q₁驱动信号P₂在0与1间跳变，P₁＝0且P₃＝0，即剩余功率管均关闭。此时电励磁双凸极电机中A相绕组和B相绕组正常工作，C相绕组不工作，整个工作区间电流i_{Q_up}＝-i_b＝i_a且i_c＝0，即将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值可以实现变换器在120°-240°区间正常工作。

(2-b)若上桥臂功率管Q₁发生开路故障，Q₆和Q₁驱动信号P₂恒为1，即Q₆恒通，则B相绕组、下桥臂功率管Q₆、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0。

(2-c)若下桥臂功率管Q₆发生开路故障，Q₁恒通且Q₆和Q₁的驱动信号P₂恒为1，则B相绕组、二极管D₃、上桥臂功率管Q₁以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0。

(2-d)若下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁均发生开路故障，Q₆和Q₁的驱动信号P₂恒为1，则B相绕组、二极管D₃、母线电压、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0。

3、当位置信号H₁＝0、H₂＝0、H₃＝1时，确定电励磁双凸极电机的第三运行状态下(240°-360°区间)。

(3-a)若功率变换器正常工作，Q₂和Q₃导通且Q₂斩波、Q₃恒通，Q₂和Q₃驱动信号P₃在0与1间跳变，P₁＝0且P₂＝0，即剩余功率管均关闭。此时电励磁双凸极电机中B相绕组和C相绕组正常工作，A相绕组不工作，整个工作区间电流i_{Q_up}＝-i_c＝i_b且i_a＝0，即将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值可以实现变换器在240°-360°区间正常工作。

(3-b)若上桥臂功率管Q₃发生开路故障，Q₂和Q₃驱动信号P₃恒为1，即Q₂恒通，则C相绕组、下桥臂功率管Q₂、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0。

(3-c)若下桥臂功率管Q₂发生开路故障，Q₃恒通且Q₂和Q₃驱动信号P₃恒为1，则C相绕组、二极管D₅、上桥臂功率管Q₃以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0。

(3-d)若下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃均发生开路故障，Q₂和Q₃驱动信号P₃恒为1，则C相绕组、二极管D₅、母线电压、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0。

基于上述分析可知，不同功率管发生开路故障时会形成不同的续流回路，由此使得检测到的母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}的大小不同，因此可以结合驱动信号和位置信号利用i_dc和i_{Q_up}来进行开路故障检测和定位。基于(1-a)、(2-a)、(3-a)，将上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值可实现电励磁双凸极电机在整个360°电角度周期的正常运行。基于(1-b)、(1-c)、(1-d)，可实现0°-120°区间功率管开路故障定位。基于(2-b)、(2-c)、(2-d)，可实现120°-240°区间功率管开路故障定位。基于(3-b)、(3-c)、(3-d)，可实现240°-360°区间功率管开路故障定位。

且结合上述(1-b)、(2-b)和(3-b)可知在任意一个区间内，当驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}＝0时，可以确定与位置信号对应的当前的运行状态对应的上桥臂功率管发生开路故障、对应的下桥臂功率管正常工作。结合上述(1-c)、(2-c)和(3-c)可知在任意一个区间内，当驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}>0时，可以确定与位置信号对应的运行状态对应的下桥臂功率管发生开路故障、对应的上桥臂功率管正常工作。结合上述(1-d)、(2-d)和(3-d)可知在任意一个区间内，当驱动信号为1且i_dc<0且i_{Q_up}＝0时，确定与位置信号对应的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管均发生开路故障。

基于此，可得到整个工作区间功率管开路故障诊断流程图，如图4所示。0°-120°区间对应i＝1，j＝5，k＝4，120°-240°区间对应i＝2，j＝1，k＝6，240°-360°区间对应i＝3，j＝3，k＝2。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

在功率变换器的直流母线上放置第一电流传感器、在上桥臂功率管总线上放置第二电流传感器，所述功率变换器中各个上桥臂功率管的集电极均相连并通过所述上桥臂功率管总线连接到所述直流母线的正极；

在所述功率变换器工作过程中，通过所述第一电流传感器获取母线电流i_dc，并通过所述第二电流传感器获取上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}，将所述上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}作为电流环的反馈值控制电励磁双凸极电机在不同运行状态下运行，在每个运行状态下，所述功率变换器中与所述运行状态对应的上桥臂功率管恒通、与所述运行状态对应的下桥臂功率管斩波、其余功率管均关闭；

根据不同功率管发生开路故障时形成的续流回路不同，结合功率管的驱动信号、位置信号以及所述母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}对当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管进行开路故障诊断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据不同功率管发生开路故障时形成的续流回路不同，结合功率管的驱动信号、位置信号以及所述母线电流i_dc和上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}对当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管进行开路故障诊断，包括：

当功率管的驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}＝0时，确定与所述位置信号对应的当前的运行状态对应的上桥臂功率管发生开路故障、对应的下桥臂功率管正常工作；

当功率管的驱动信号为1且i_dc＝0且i_{Q_up}>0时，确定与所述位置信号对应的当前的运行状态对应的下桥臂功率管发生开路故障、对应的上桥臂功率管正常工作；

当功率管的驱动信号为1且i_dc<0且i_{Q_up}＝0时，确定与所述位置信号对应的当前的运行状态对应的上桥臂功率管和下桥臂功率管均发生开路故障。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述电励磁双凸极电机运行于每一种运行状态下时，所述电励磁双凸极电机中与所述运行状态对应的两个相绕组工作、另一个相绕组不工作，母线电压、两个工作的相绕组以及所述运行状态对应的两个功率管形成导通回路，则所述上桥臂功率管导通电流i_{Q_up}的大小与两个工作的相绕组的相电流的大小相等且为正，不工作的相绕组的相电流为0。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述功率变换器中，上桥臂功率管Q₁、Q₃和Q₅的集电极均相连并通过所述上桥臂功率管总线连接到所述直流母线的正极，二极管D₁的阳极连接上桥臂功率管Q₁的发射极，二极管D₃的阳极连接上桥臂功率管Q₃的发射极，二极管D₅的阳极连接上桥臂功率管Q₅的发射极，二极管D₁、D₃和D₅的阴极均相连并连接直流母线的正极；

上桥臂功率管Q₁的发射极连接下桥臂功率管Q₄的集电极和二极管D₄的阴极，上桥臂功率管Q₃的发射极连接下桥臂功率管Q₆的集电极和二极管D₆的阴极，上桥臂功率管Q₅的发射极连接下桥臂功率管Q₂的集电极和二极管D₂的阴极；二极管D₄、D₆、D₂的阳极以及下桥臂功率管Q₄、Q₆和Q₂的发射极均相连并连接直流母线的负极；

所述电励磁双凸极电机的A相绕组连接上桥臂功率管Q₁和下桥臂功率管Q₄的公共端，B相绕组连接上桥臂功率管Q₃和下桥臂功率管Q₆的公共端，C相绕组连接上桥臂功率管Q₅和下桥臂功率管Q₂的公共端；

则所述电励磁双凸极电机的第一运行状态对应下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅，第二运行状态对应下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁，第三运行状态对应下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当根据所述位置信号确定所述电励磁双凸极电机工作于所述第一运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₅发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₄和所述上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、下桥臂功率管Q₄、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₄发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₄和所述上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、二极管D₁、上桥臂功率管Q₅以及C相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₄和上桥臂功率管Q₅均发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₄和所述上桥臂功率管Q₅驱动信号为1，则A相绕组、二极管D₁、母线电压、二极管D₂以及C相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当根据所述位置信号确定所述电励磁双凸极电机工作于所述第二运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₁发生开路故障，所述上桥臂功率管Q₁和所述下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、下桥臂功率管Q₆、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₆发生开路故障，所述上桥臂功率管Q₁和所述下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、二极管D₃、上桥臂功率管Q₁以及A相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₆和上桥臂功率管Q₁均发生开路故障，所述上桥臂功率管Q₁和所述下桥臂功率管Q₆驱动信号为1，则B相绕组、二极管D₃、母线电压、二极管D₄以及A相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当根据所述位置信号确定所述电励磁双凸极电机工作于所述第三运行状态下时：

若上桥臂功率管Q₃发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₂和所述下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、下桥臂功率管Q₂、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}＝0；

若下桥臂功率管Q₂发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₂和所述下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、二极管D₅、上桥臂功率管Q₃以及B相绕组形成续流回路使得i_dc＝0且i_{Q_up}>0；

若下桥臂功率管Q₂和上桥臂功率管Q₃均发生开路故障，所述下桥臂功率管Q₂和所述下桥臂功率管Q₂驱动信号为1，则C相绕组、二极管D₅、母线电压、二极管D₆以及B相绕组形成续流回路使得i_dc<0且i_{Q_up}＝0时。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

当所述电励磁双凸极电机工作于所述第一运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₅、C相绕组、A相绕组以及下桥臂功率管Q₄形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_a＝i_c且i_b＝0；

当所述电励磁双凸极电机工作于所述第二运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₁、A相绕组、B相绕组以及下桥臂功率管Q₆形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_b＝i_a且i_c＝0；

当所述电励磁双凸极电机工作于所述第三运行状态下时，母线电压、上桥臂功率管Q₃、B相绕组、C相绕组以及下桥臂功率管Q₂形成导通回路，i_{Q_up}＝-i_c＝i_b且i_a＝0；

其中，i_a为A相绕组的电流，i_b为B相绕组的电流，i_c为C相绕组的电流。

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