[发明专利]相冗余容错结构的三相逆变器开路故障检测方法

说明书

技术领域

本发明属于三相逆变器故障检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种相冗余容错结构的三相逆变器开路故障检测方法。

背景技术

近年来，由电压型逆变器供电的电机驱动系统在电动汽车上得到了大量应用，但是其中的逆变器却极易发生故障。为了提高电动汽车的安全性和可靠性，需要对逆变器的故障进行实时有效的检测、定位和隔离，并采取容错控制。

为了不降低系统性能，目前使用最为广泛的是在三相逆变器采用相冗余容错结构。图1是相冗余容错结构的三相逆变器示意图。如图1所示，相冗余容错结构的三相逆变器中，T1～T6六个开关管组成三相逆变器，T7、T8组成冗余的第四个桥臂11，用于隔离故障相的三个双向晶闸管12，用来切换第四个桥臂的三个双向晶闸管13。三相逆变器正常工作时，第四个桥臂不参与工作；发生故障时，用第四个桥臂11接替故障相继续工作。图2是基于相冗余容错结构的电机驱动控制器的系统框图。如图2所示，基于相冗余容错结构的电机驱动控制器包括，矢量控制模块21、SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）调制模块22、相冗余容错逆变器23、电机24、速度传感器25、电流传感器26和开路故障检测模块27。

实现容错控制的前提是对逆变器故障进行检测。目前，针对逆变器开关管短路故障已经进行了大量的实质性工作，而开关管的开路故障并没有得到应有的重视，因为开路故障发生后并不会导致系统马上停机，但是它可能导致其他逆变器组件的二次故障，最后给系统带来高额的维修成本。

针对逆变器开关管的开路故障，目前主要的研究方向之一是基于电压的故障检测方法。图3是基于电压的逆变器开关管开路故障检测方法示意图。如图3所示，基于电压的逆变器开关管开路故障检测方法包括以下步骤：

（1）将两相静止坐标系下的参考电压u_α、u_β（通常由电机期望转速理论换算得到）经过Clark坐标变换转化为三相参考电压u_a、u_b、u_c，将两相静止坐标系下的期望电压（由矢量控制模块根据电机期望转速电机实际转速电机三相电流得到）经过Clark坐标变换转化为三相期望电压uc*:]]>