Fairchild仙童變頻器故障診斷及控制
三相交流變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以其優(yōu)良的調(diào)速性能,良好的節(jié)能效果,越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、航空等領(lǐng)域。由于控制算法的復(fù)雜性及半導(dǎo)體器件的自身特點(diǎn),驅(qū)動(dòng)器易發(fā)生故障。在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如自動(dòng)化、航空、核能和危險(xiǎn)的化學(xué)品工廠中,由于用戶對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性、生存能力等指標(biāo)的要求明顯提高,因此對(duì)系統(tǒng)中各組成部分的故障進(jìn)行快速、準(zhǔn)確診斷,并在此基礎(chǔ)上,采取相應(yīng)的容錯(cuò)控制策略以提高系統(tǒng)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(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象,為了提高變頻器的容錯(cuò)性能,分別針對(duì)影響變頻器可靠性的傳感器故障和變流器故障進(jìn)行了研究。感應(yīng)電機(jī)閉環(huán)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,核心問題在于轉(zhuǎn)速和磁鏈的估算,而轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器所給出的信號(hào)是進(jìn)行估算的基礎(chǔ),傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中當(dāng)上述傳感器出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)被迫停機(jī)。將感應(yīng)電機(jī)的四種基本控制方法進(jìn)行融合,提出了一種新穎的容錯(cuò)控制方案,實(shí)現(xiàn)變頻器在傳感器故障條件下的容錯(cuò)運(yùn)行,通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明了所提出的控制方法的有效性。在系統(tǒng)地研究了感應(yīng)電機(jī)電壓型PWM變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各種故障類型的基礎(chǔ)上,對(duì)兩種關(guān)鍵故障即輸入電源缺相和驅(qū)動(dòng)電路開路故障,進(jìn)行了初步的數(shù)學(xué)分析。設(shè)計(jì)了輸入缺相故障檢測(cè)電路,并對(duì)故障情況下變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真分析;針對(duì)驅(qū)動(dòng)開路故障,在對(duì)平均電流Park矢量法進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,提出了改進(jìn)的故障診斷方法,解決了傳統(tǒng)方法會(huì)在突加、減負(fù)載及閉環(huán)控制時(shí)出現(xiàn)誤診斷的問題,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了驗(yàn)證。zui后,為了驗(yàn)證文中所述傳感器故障的容錯(cuò)控制策略和驅(qū)動(dòng)開路故障診斷方法,在實(shí)驗(yàn)室搭建7.5kW調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用提出的容錯(cuò)控制方法,與傳統(tǒng)矢量控制方法相比,系統(tǒng)對(duì)傳感器故障的容錯(cuò)能力獲得了極大提升,通過本課題的研究,實(shí)現(xiàn)了在各種傳感器故障情況下變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。