[发明专利]三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，包括：

根据三相无刷直流电机数学模型，确定相应的滑模观测器；

通过滑模观测器输出观测电流；

根据三相无刷直流电机实际输出的电流与滑模观测器输出的观测电流生成电流残差；

根据电流残差，确定残差评估函数；

判断残差评估函数值是否大于等于预先设置的故障报警控制线，若大于，则三相无刷直流电机逆变器功率管单管有开路故障并进行报警。

2.根据权利要求1所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述根据三相无刷直流电机数学模型，确定相应的滑模观测器包括：

根据三相无刷直流电机等效电路图，确定三相无刷直流电机数学模型；

将确定的三相无刷直流电机数学模型转换到两相坐标系中；

根据转换得到的两相坐标系下的三相无刷直流电机的数学表达式，结合滑模变结构控制理论，确定滑模观测器状态方程。

3.根据权利要求2所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述滑模观测器状态方程表示为：

其中，为观测电流，表示相电流观测值；为相电流观测值的一阶微分；A为相电流系数；B为相电压系数；u为相电压；K为滑模增益；表示滑模观测器输出的相电流观测值；w为不连续的非线性滑模控制量。

4.根据权利要求3所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，w＝sign(s)，其中，s为滑模平面，i＝[i_α i_β]^T，i为电机在两相坐标系中的相电流，sign(s)为符号函数：

5.根据权利要求4所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述通过滑模观测器输出观测电流包括：

获取测量得到的三相无刷直流电机实际输出的三相电压；

将测量得到的三相电压转换到两相坐标系下，得到电机在两相坐标系中的相电压u_α和u_β；

将转换完成的电压信号u_α和u_β输入到滑模观测器中；

由滑模观测器输出观测电流和

6.根据权利要求5所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述根据三相无刷直流电机实际输出的电流与滑模观测器输出的观测电流生成电流残差包括：

获取测量得到的三相无刷直流电机实际输出的三相电流；

将测量得到的三相电流转换到两相坐标系下，得到电机在两相坐标系中的相电流i_α和i_β；

将转换完成的电流信号i_α与观测出的电流信号做差，生成电流残差r_α。

7.根据权利要求6所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述根据电流残差，确定残差评估函数包括：

根据电流残差r_α，确定残差评估函数J_α，J_α表示为：

其中，r_α(t)为电流残差，t₀为当前时刻，T为积分周期。

8.根据权利要求1所述的三相无刷直流电机逆变器功率管单管开路故障诊断方法，其特征在于，所述判断残差评估函数值是否大于等于预先设置的故障报警控制线，若大于，则三相无刷直流电机逆变器功率管单管有开路故障并进行报警包括：

若小于等于，则三相无刷直流电机逆变器功率管单管无开路故障。