[发明专利]检测场定向控制永磁同步电机中的故障

说明书

本申请涉及检测场定向控制永磁同步电机中的故障。在所描述的示例中，系统(200)包括比例积分微分(PID)调节器(203)。系统(200)还包括故障检测单元(214)，用于从PID调节器(203)接收至少两个输出。所述至少两个输出包括至少两个转子参考系(D‑Q)电流。故障检测单元(214)还用于基于至少两个转子参考系电流生成检测信号。检测信号基于至少两个转子参考系D‑Q电流中的每一个的振幅幅度的故障检测信号振幅值识别故障。故障检测单元(214)用于基于故障检测信号振幅值和振幅阈值之间的比较来识别永磁马达故障的存在。进一步地，故障定位特征用于定位故障。

本申请是2015年10月7日提交的名称为“检测场定向控制永磁同步电机中的故障”的中国专利申请201580054183.8的分案申请。

技术领域

本公开一般涉及电子电路，并且更具体地涉及用于检测场定向控制(FOC)永磁同步电机(PMSM)和驱动中的故障的方法和电路。

背景技术

电机被用于一系列应用中，包括工业应用、家用电器、汽车牵引、泵和风扇以及航空航天应用。这些应用中的大多数需要机器和任何关联驱动系统的安全和可靠的操作。电机中的故障可由于许多原因而发生，包括机械振动、热循环、热冲击、制造缺陷和不当的维护。检测电机故障可以防止对机器、驱动电子器件、人员和其他设备造成损害。

发明内容

在第一示例中，系统包括比例积分微分(PID)调节器。系统还包括故障检测单元。故障检测单元用于从PID调节器接收至少两个输出。至少两个输出包括至少两个转子参考系电流(D-Q电流)。故障检测单元还用于确定所述至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度。故障检测单元还用于基于所述至少两个转子参考系电流生成检测信号。检测信号基于至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度来识别单振幅幅度值。故障检测单元用于基于故障检测信号幅度值与预定义阈值之间的比较来识别永磁马达/驱动故障的存在。

在第二示例中，故障检测单元包括阈值检测器，用于从比例积分微分(PID)调节器接收至少两个输出，并且用于确定至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度。所述至少两个输出包括至少两个转子参考系电流。故障检测单元还包括检测信号生成单元，用于基于所述至少两个转子参考系电流生成检测信号。检测信号基于至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度来识别单振幅幅度值。故障检测单元还包括比较器，用于将信号幅度值与预设的阈值进行比较，以识别永磁马达故障的存在。

在第三示例中，方法包括从比例积分微分(PID)调节器接收至少两个输出，以及确定所述至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度。所述至少两个输出包括至少两个转子参考系电流。方法还包括确定所述至少两个转子参考系电流中的每一个的振幅幅度。方法还包括基于所述至少两个转子参考系电流生成检测信号。检测信号基于至少两个转子参考系电流中的每一个的信号的幅度值识别故障。方法包括基于信号振幅值和预设阈值之间的比较来识别永磁马达/驱动故障的存在。

附图说明

图1是根据本公开的具有场定向控制(FOC)永磁同步电机(PMSM)的系统的示例方框图。

图2是根据本公开用于检测FOC PMSM电机和驱动中的故障的系统的示例方框图。

图3A是根据本公开的D-Q电流特征(转子参考系电流特征)的示例框图。

图3B是根据本公开的相电流特征的示例框图。

图4是根据本公开的故障检测单元的示例方框图。

图5是根据本公开的示例故障检测方法的流程图。

具体实施方式

由于功率密度、效率增益和控制算法的简单性，永磁同步电机(PMSM)被越来越多地应用。场定向控制(FOC)是由于简单性而应用于PMSM的控制的一种控制算法。下面列出了可发生在PMSM驱动系统中的一些典型故障。