基于单管PWM控制的开关磁阻电机功率变换器故障在线诊断策略

本文主要探讨了开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）中功率变换器（Power Converter）的故障在线诊断方法。开关磁阻电机作为一种高效、结构简单的电机，其广泛应用在许多领域，如工业自动化、电动汽车等。然而，功率变换器作为电机驱动系统的关键组成部分，其性能对电机整体运行至关重要。本文研究的重点在于针对广泛使用的不对称桥式转换器中的晶体管短路（short-circuit）和开路（open-circuit）故障。 首先，通过对晶体管行为的深入分析和仿真，作者探讨了在单相故障情况下，电压脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）控制策略下，切割电流（chopping current）和续流电流（freewheeling current）的特性变化。这些电流模式的变化可以作为故障诊断的重要指标，因为它们在正常和故障状态下会有显著区别。 进一步，作者提出了一个非线性故障诊断方法，该方法利用数字化直流母线电流（digitalized DC bus current）和续流母线电流（freewheeling bus current）。通过改变电流传感器的位置，能够获取到更精确的信号，从而实现对故障类型的准确识别。这种方法的关键在于它能实时监测和处理电机运行过程中的电流数据，以便在发生故障时能够快速响应并定位问题。 为了验证这一诊断方法的有效性和实用性，作者进行了详细的仿真分析。通过模拟各种故障条件，结果显示该在线诊断技术能够在早期阶段准确检测到晶体管故障，并给出相应的报警，确保电机系统的稳定运行和安全。 本文为开关磁阻电机的功率变换器故障提供了有效的在线诊断策略，对于提高电机系统的可靠性和维护效率具有重要意义。这对于电机制造商、设备维护工程师以及系统集成商来说，是一项有价值的研究成果，有助于提升整个电机驱动系统的性能和使用寿命。