電機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)策略
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電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障可分為硬性故障和軟性故障,前者主要集中在電機(jī)本體上,如定子繞組短路、斷路、絕緣老化、軸承磨損以及轉(zhuǎn)子偏心等不可恢復(fù)的故障;后者是指可恢復(fù)的故障,可通過(guò)軟件的調(diào)節(jié)消除,主要發(fā)生在電機(jī)控制器上,如過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫故障等。對(duì)硬性故障進(jìn)行故障信息采集和診斷,對(duì)軟性故障進(jìn)行必要的容錯(cuò),防止系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展成為硬性不可恢復(fù)故障。圖1 是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷總體框圖,通過(guò)電壓、電流和溫度的信息判斷系統(tǒng)故障原因,進(jìn)而采取相應(yīng)的控制手段,而故障診斷容錯(cuò)模塊框圖如圖2所示
圖1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)診斷總體框圖
圖2 系統(tǒng)故障診斷容錯(cuò)破壞
對(duì)于某些硬性故障,如電流傳感器故障,或電機(jī)位置傳感器,也可采用控制策略切換對(duì)其故障進(jìn)行容錯(cuò)。如電流傳感器故障,可將控制切換為開環(huán)V/F 控制,這種控制不需要采集電流,但需要一些電流信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。車用電機(jī)系統(tǒng)有4 個(gè)電流傳感器(1 個(gè)直流的,3 個(gè)交流的,1 個(gè)損壞)可以用狀態(tài)正常的傳感器做保護(hù)判斷。控制方案切換框圖如圖3 所示
圖3 位置傳感器故障容錯(cuò)框圖
而對(duì)于某些軟性故障,如過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)溫,可采用限制電機(jī)系統(tǒng)功率輸出的方法。難點(diǎn)在于如何保證系統(tǒng)安全的前提下,盡可能滿足整車性能需求。控制方案框圖如圖4所示
圖4 軟性故障容錯(cuò)框圖
電動(dòng)汽車是一個(gè)零部件多、故障形式多樣、表現(xiàn)不一且技術(shù)相對(duì)不成熟的大系統(tǒng),再加上其運(yùn)行環(huán)境的多變性,故障產(chǎn)生原因較為復(fù)雜。將電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障分為了硬性故障和軟性故障,并提出對(duì)軟性故障進(jìn)行容錯(cuò)的思想。