基于模型的PMSM系統(tǒng)故障診斷及容錯控制.pdf

1、電動汽車永磁同步電機(PMSM)驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷及容錯控制近年來已成為國內(nèi)外研究的熱點之一,由于電機運行環(huán)境復雜以及開關功率器件本身的脆弱性,易出現(xiàn)電機繞組故障及逆變器故障,嚴重制約了PMSM在高安全高可靠驅(qū)動領域的推廣應用。為了防止PMSM驅(qū)動系統(tǒng)處于故障狀態(tài)運行及避免二次故障的發(fā)生,要求電驅(qū)動系統(tǒng)具備故障診斷及容錯控制能力,為此,開展基于模型的PMSM驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷及容錯控制研究具有重要的理論研究意義和工程應用價值。
　　

2、本文基于PMSM數(shù)學模型以及逆變器電壓空間矢量控制,分析對比了三相四開關逆變器與三相六開關逆變器拓撲結構、工作原理和SVPWM控制策略,揭示了上述兩種電壓源型逆變器SVPWM控制策略間的內(nèi)在聯(lián)系。
　　引入了表征匝間短路故障范圍的短路匝數(shù)比與表征故障嚴重程度的短路故障電阻兩個變量,建立了定子匝間短路故障時處于三相不對稱運行的PMSM數(shù)學模型,通過系統(tǒng)仿真分析研究了不同程度的匝間短路故障對PMSM系統(tǒng)性能的影響,并基于故障后系統(tǒng)動態(tài)

3、響應的不平衡性對定子匝間短路故障實施了有效的故障診斷。
　　基于開路故障下逆變器容錯電路拓撲的特點,兼顧逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡對逆變器容錯控制策略的影響,建立了分析逆變器健康狀況、故障狀態(tài)及容錯狀態(tài)下逆變器統(tǒng)一數(shù)學模型,給出了逆變器開路故障診斷的有效判據(jù),并提出了開路故障的自適應容錯控制策略,搭建了集成逆變器開路故障與容錯控制于一體的PMSM驅(qū)動系統(tǒng)仿真模型,通過仿真研究系統(tǒng)在健康狀態(tài)、故障狀態(tài)及容錯狀態(tài)下的系統(tǒng)性能,實現(xiàn)PM