无刷直流电机逆变器的故障诊断及容错技术研究
发布时间：2021-03-02 19:07
随着无刷直流电机在军事、交通、航空航天等高安全领域的广泛应用,提高其在系统中运行的可靠性变得尤为重要。而功率变换器作为无刷直流电机中最容易发生故障的单元,极大地影响了系统的安全性,为此本文针对无刷直流电机逆变器单管开路故障的故障检测与容错控制进行了深入研究。首先,本文研究了功率变换器故障的诊断方法。针对传统误差电压法设计复杂、成本高的缺点进行了改进,本文采取基于端电压的电压检测误差法进行故障诊断,在仅测量电机端电压的方式下简单快速的诊断出故障位置。结合换相信号和PWM控制信号给出了判断故障的端电压逻辑表达式,通过对比端电压在正常状态下逻辑计算值与故障前后实际测量值的不同,以实现故障的诊断与定位。其次,在诊断出故障位置后需对电机进行容错控制,以保证电机恢复安全的运行状态。本文采取硬件容错拓扑重构与软件控制策略相结合的容错技术,实现了电机的容错运行,并确保故障前后的输出性能与控制方式均不发生任何改变。最后,在MATLAB/SIMULINK仿真环境下对故障诊断方法及其容错控制策略进行了建模。同时,搭建了以ARM控制器STM32F103ZET6为核心的无刷直流电机容错系统硬件平台,完成了硬件电...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同故障下电流矢量轨迹①轨迹斜率法：通过计算各个电流矢量轨迹的斜率，结合此时相应的电流极性从而
图 1.2 逆变器加装熔断器术的研究在于对故障后的电机逆变电路进行重构，使得电电路为三相全桥式电路，不具备容错功能。为保障来已成为研究热点，其容错控制系统分为两类：容错拓扑结合相应的软件容错控制策略形成的容错制[30]运行的驱动系统中，若发生功率管故障则导致电知，不对称故障将导致系统产生负序磁场，使得转矩增大，转速下降，转子产生剧烈抖动。针对电机驱动系统进行谐波补偿，抵消由故障产生的补偿是对故障进行的容错控制，但也产生了更大控制算法更加复杂，不易实现。异步电机中，不能适用于本文所研究的无刷直流电
图 1.3 双绕组冗余容错拓扑关冗余容错控制冗余结构如图 1.4 所示，图中1~3F 为快速熔断器，当故障发生时，快速( a,b,c,n) 分别是四个双向可控的晶闸管，用于将故障相连接到由两个电点上。对于同一相故障该拓扑又有两相四开关与三相四开关两种容错图 1.4 开关冗余容错拓扑
【参考文献】：
期刊论文
[1]绕组分段永磁直线电机切换位置传感器故障诊断及容错控制[J]. 张宏伟,王新环,荆鹏辉. 电子测量与仪器学报. 2017(11)
[2]基于PSO-SVM的电机故障检测[J]. 李圣普,王小辉. 计算机系统应用. 2016(03)
[3]三相电机驱动系统逆变器故障补救与容错策略[J]. 姜保军,安群涛,路梅. 电气传动. 2015(05)
[4]新型三相容错逆变器研究[J]. 贺虎成,张玉峰,王永宾,周奇勋. 电力自动化设备. 2015(05)
[5]基于端电压检测的无刷直流电机单管开路故障研究[J]. 贺虎成,王永宾,张玉峰,周奇勋. 微电机. 2014(12)
[6]基于三相四桥臂逆变器的永磁容错电机控制系统[J]. 穆晓敬,郝振洋. 电源学报. 2014(04)
[7]浅析小波分析红外图像增强技术在电机故障检测中的应用[J]. 张明志. 科技创新与应用. 2014(16)
[8]无刷直流电机转子位置传感器故障诊断及容错策略[J]. 李自成,刘新芝,曾丽,王后能. 微电机. 2014(04)
[9]直流无刷电机容错控制系统设计与实现[J]. 李阳,娄建安,李川涛,余建华. 计算机测量与控制. 2013(12)
[10]基于开关函数模型的逆变器开路故障诊断方法[J]. 安群涛,孙力,赵克,刘超,于丽娜. 中国电机工程学报. 2010(06)
博士论文
[1]永磁同步电机故障对电机综合物理场的影响机理研究[D]. 孔汉.西北工业大学 2016
[2]五相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 高宏伟.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于电流信号提取技术的SRD故障检测方法的研究[D]. 肖丽.河北工业大学 2014
硕士论文
[1]异步电机传感器故障下的容错控制研究[D]. 邢浪涛.西安理工大学 2017
[2]位置传感器故障下的伺服容错控制研究[D]. 高玉文.电子科技大学 2017
[3]不平衡电压下双馈感应电机定子绕组匝间短路故障诊断研究[D]. 康文强.华北电力大学 2017
[4]混合逆变器开绕组永磁同步电机容错控制技术研究[D]. 周文志.浙江大学 2016
[5]异步电动机定子不对称故障模型及容错控制研究[D]. 李利.华侨大学 2016
[6]无刷直流电机系统故障诊断及容错控制研究[D]. 杨欣荣.西南石油大学 2016
[7]基于容错控制的无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究[D]. 俞旻杰.南京航空航天大学 2016
[8]三相电机驱动系统逆变器故障检测及容错技术研究[D]. 刘晓龙.电子科技大学 2014
本文编号：3059786
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同故障下电流矢量轨迹①轨迹斜率法：通过计算各个电流矢量轨迹的斜率，结合此时相应的电流极性从而
图 1.2 逆变器加装熔断器术的研究在于对故障后的电机逆变电路进行重构，使得电电路为三相全桥式电路，不具备容错功能。为保障来已成为研究热点，其容错控制系统分为两类：容错拓扑结合相应的软件容错控制策略形成的容错制[30]运行的驱动系统中，若发生功率管故障则导致电知，不对称故障将导致系统产生负序磁场，使得转矩增大，转速下降，转子产生剧烈抖动。针对电机驱动系统进行谐波补偿，抵消由故障产生的补偿是对故障进行的容错控制，但也产生了更大控制算法更加复杂，不易实现。异步电机中，不能适用于本文所研究的无刷直流电
图 1.3 双绕组冗余容错拓扑关冗余容错控制冗余结构如图 1.4 所示，图中1~3F 为快速熔断器，当故障发生时，快速( a,b,c,n) 分别是四个双向可控的晶闸管，用于将故障相连接到由两个电点上。对于同一相故障该拓扑又有两相四开关与三相四开关两种容错图 1.4 开关冗余容错拓扑
【参考文献】：
期刊论文
[1]绕组分段永磁直线电机切换位置传感器故障诊断及容错控制[J]. 张宏伟,王新环,荆鹏辉. 电子测量与仪器学报. 2017(11)
[2]基于PSO-SVM的电机故障检测[J]. 李圣普,王小辉. 计算机系统应用. 2016(03)
[3]三相电机驱动系统逆变器故障补救与容错策略[J]. 姜保军,安群涛,路梅. 电气传动. 2015(05)
[4]新型三相容错逆变器研究[J]. 贺虎成,张玉峰,王永宾,周奇勋. 电力自动化设备. 2015(05)
[5]基于端电压检测的无刷直流电机单管开路故障研究[J]. 贺虎成,王永宾,张玉峰,周奇勋. 微电机. 2014(12)
[6]基于三相四桥臂逆变器的永磁容错电机控制系统[J]. 穆晓敬,郝振洋. 电源学报. 2014(04)
[7]浅析小波分析红外图像增强技术在电机故障检测中的应用[J]. 张明志. 科技创新与应用. 2014(16)
[8]无刷直流电机转子位置传感器故障诊断及容错策略[J]. 李自成,刘新芝,曾丽,王后能. 微电机. 2014(04)
[9]直流无刷电机容错控制系统设计与实现[J]. 李阳,娄建安,李川涛,余建华. 计算机测量与控制. 2013(12)
[10]基于开关函数模型的逆变器开路故障诊断方法[J]. 安群涛,孙力,赵克,刘超,于丽娜. 中国电机工程学报. 2010(06)
博士论文
[1]永磁同步电机故障对电机综合物理场的影响机理研究[D]. 孔汉.西北工业大学 2016
[2]五相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 高宏伟.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于电流信号提取技术的SRD故障检测方法的研究[D]. 肖丽.河北工业大学 2014
硕士论文
[1]异步电机传感器故障下的容错控制研究[D]. 邢浪涛.西安理工大学 2017
[2]位置传感器故障下的伺服容错控制研究[D]. 高玉文.电子科技大学 2017
[3]不平衡电压下双馈感应电机定子绕组匝间短路故障诊断研究[D]. 康文强.华北电力大学 2017
[4]混合逆变器开绕组永磁同步电机容错控制技术研究[D]. 周文志.浙江大学 2016
[5]异步电动机定子不对称故障模型及容错控制研究[D]. 李利.华侨大学 2016
[6]无刷直流电机系统故障诊断及容错控制研究[D]. 杨欣荣.西南石油大学 2016
[7]基于容错控制的无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究[D]. 俞旻杰.南京航空航天大学 2016
[8]三相电机驱动系统逆变器故障检测及容错技术研究[D]. 刘晓龙.电子科技大学 2014
本文编号：3059786
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3059786.html
教材专著
