Fairchild仙童變頻器故障診斷及控制
三相交流變頻驅動系統以其優良的調速性能,良好的節能效果,越來越廣泛的應用于工業、商業、航空等領域。由于控制算法的復雜性及半導體器件的自身特點,驅動器易發生故障。在一些特殊的應用場合,如自動化、航空、核能和危險的化學品工廠中,由于用戶對變頻驅動系統的可靠性、可維護性、生存能力等指標的要求明顯提高,因此對系統中各組成部分的故障進行快速、準確診斷,并在此基礎上,采取相應的容錯控制策略以提高系統可靠性具有重大意義。

Fairchild仙童變頻器故障診斷及控制                 以矢量控制變頻調速系統為研究對象,為了提高變頻器的容錯性能,分別針對影響變頻器可靠性的傳感器故障和變流器故障進行了研究。感應電機閉環變頻驅動系統中,核心問題在于轉速和磁鏈的估算,而轉速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器所給出的信號是進行估算的基礎,傳統驅動系統中當上述傳感器出現故障時會被迫停機。將感應電機的四種基本控制方法進行融合,提出了一種新穎的容錯控制方案,實現變頻器在傳感器故障條件下的容錯運行,通過仿真和實驗證明了所提出的控制方法的有效性。在系統地研究了感應電機電壓型PWM變頻器驅動系統的各種故障類型的基礎上,對兩種關鍵故障即輸入電源缺相和驅動電路開路故障,進行了初步的數學分析。設計了輸入缺相故障檢測電路,并對故障情況下變頻驅動系統的性能進行了仿真分析;針對驅動開路故障,在對平均電流Park矢量法進行仿真和實驗研究的基礎上,提出了改進的故障診斷方法,解決了傳統方法會在突加、減負載及閉環控制時出現誤診斷的問題,并通過仿真和實驗研究進行了驗證。zui后,為了驗證文中所述傳感器故障的容錯控制策略和驅動開路故障診斷方法,在實驗室搭建7.5kW調速系統實驗平臺并進行系統實驗,實驗結果表明,采用提出的容錯控制方法,與傳統矢量控制方法相比,系統對傳感器故障的容錯能力獲得了極大提升,通過本課題的研究,實現了在各種傳感器故障情況下變頻驅動系統的不間斷運行。