四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法
2023-05-17 09:35:46 1
四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法，適用於四及四的倍數相、多種拓撲結構、旋轉式或直線式開關磁阻電機兩隻位置傳感器的故障診斷與定位。根據兩隻位置傳感器輸出信號相鄰兩個邊沿脈衝順序判斷是否有位置傳感器故障，設置故障診斷緩衝區間，避免誤診斷的發生，通過辨別邊沿脈衝來源的位置傳感器輸出信號，對位置傳感器故障定位，可用於單只位置傳感器、兩隻位置傳感器的故障診斷與定位，電機勻速和加速、減速等速度變化對診斷與定位結果無影響，診斷方法可靠，實用性強，具有廣泛的工程應用價值。
【專利說明】四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法，尤其是適用於四及四的倍數相、多種拓撲結構、旋轉式或直線式開關磁阻電機兩隻位置傳感器的故障診斷與定位。
【背景技術】
[0002]旋轉式或直線式開關磁阻電機系統中，位置傳感器輸出信號提供速度計算和電機換相提供依據，對於旋轉式或直線式開關磁阻電機系統可靠運行具有極其重要的作用。但由於灰塵、碰撞等原因，常用的光電式、磁電式、電磁式位置傳感器會發生失效故障，導致故障後位置傳感器輸出信號邊沿脈衝的丟失。若位置傳感器發生故障而失效，導致開關磁阻電機換相失敗，影響開關磁阻電機的可靠運行，因此對位置傳感器進行故障診斷和定位極其重要。傳統的基於區間時間的故障診斷方法和基於邊沿捕獲的故障診斷方法僅適用於開關磁阻電機勻速運行狀態，對於開關磁阻電機速度變化運行時不適用。如何實現四相開關磁阻電機勻速和加減速運行狀態下兩隻位置傳感器故障診斷和定位，是當前開關磁阻電機系統急需解決的技術問題。
【發明內容】
[0003]技術問題:本發明的目的是針對已有技術中存在問題，提供一種四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法
[0004]技術方案:本發明的四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法:
[0005]1)使開關磁阻電機位置傳感器P的輸出信號相位時間上早於位置傳感器Q的輸出信號相位，檢測開關磁阻電機位置傳感器輸出信號的相鄰兩個邊沿脈衝Pi和邊沿脈衝P 2，時間順序上邊沿脈衝Pi早於邊沿脈衝P 2，相鄰兩個邊沿脈衝的間距為一個區間；
[0006]2)若邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器P的輸出信號，或邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器無故障；
[0007]3)若除步驟2)之外的其他情況出現，則判斷位置傳感器有故障；
[0008]4)設定位置傳感器P的輸出信號上升沿至位置傳感器Q的輸出信號上升沿為區間①，位置傳感器Q的輸出信號上升沿至位置傳感器P的輸出信號下降沿為區間②，位置傳感器P的輸出信號下降沿至位置傳感器Q的輸出信號下降沿為區間③，位置傳感器Q的輸出信號下降沿至位置傳感器P的輸出信號上升沿為區間④；
[0009]5)當位置傳感器故障發生在區間①③時，故障診斷緩衝兩個區間；當位置傳感器故障發生在區間②④時，故障診斷緩衝一個區間；
[0010]6)經過故障緩衝區間後，對位置傳感器故障進行定位:
[0011]若邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器P發生故障；若邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝P2檢測到位置傳感器P的輸出信號，則判斷位置傳感器Q發生故障；
[0012]若始終檢測不到邊沿脈衝，則判斷位置傳感器P和位置傳感器Q均發生故障。
[0013]有益效果:由於採用了上述技術方案，本發明對四及四的倍數相、多種拓撲結構、旋轉式或直線式開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位適用，通過檢測兩隻位置傳感器輸出信號邊沿脈衝順序判斷是否有位置傳感器故障，設置故障診斷緩衝區間，避免誤診斷的發生，通過辨別邊沿脈衝來源的位置傳感器輸出信號，對位置傳感器故障定位，不僅適用於開關磁阻電機勻速運行時位置傳感器故障診斷與定位，而且適用於開關磁阻電機加、減速運行時位置傳感器故障診斷與定位，可用於單只位置傳感器、兩隻位置傳感器的故障診斷與定位，電機勾速和加速、減速等速度變化對診斷與定位結果無影響，診斷方法可靠，實用性強，具有廣泛的工程應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是四相8/6結構開關磁阻電機兩隻位置傳感器安裝示意圖；
[0015]圖2是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器故障診斷區間劃分示意圖；
[0016]圖3是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器低電平故障發生在區間①的故障診斷緩衝示意圖；
[0017]圖4是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器低電平故障發生在區間③的故障診斷緩衝示意圖；
[0018]圖5是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器低電平故障發生在區間②的故障診斷緩衝示意圖；
[0019]圖6是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器低電平故障發生在區間④的故障診斷緩衝示意圖；
[0020]圖7是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器P低電平故障診斷定位結果；
[0021]圖8是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器Q低電平故障診斷定位結果；
[0022]圖9是四相8/6結構開關磁阻電機位置傳感器高低電平故障區間劃分對應關係示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述:
[0024]圖1所示為四相8/6結構開關磁阻電機兩隻位置傳感器P、Q安裝示意圖，兩隻位置傳感器P、Q安裝角度間隔角度β為75度，所產生的位置傳感器輸出信號如圖2所示，使開關磁阻電機位置傳感器Ρ的輸出信號相位時間上早於位置傳感器Q的輸出信號相位；位置傳感器Ρ的輸出信號上升沿至位置傳感器Q的輸出信號上升沿為區間①，位置傳感器Q的輸出信號上升沿至位置傳感器Ρ的輸出信號下降沿為區間②，位置傳感器Ρ的輸出信號下降沿至位置傳感器Q的輸出信號下降沿為區間③，位置傳感器Q的輸出信號下降沿至位置傳感器Ρ的輸出信號上升沿為區間④；
[0025]檢測開關磁阻電機位置傳感器輸出信號的相鄰兩個邊沿脈衝Pi和邊沿脈衝P 2，時間順序上邊沿脈衝Pi早於邊沿脈衝P 2，相鄰兩個邊沿脈衝的間距為一個區間；
[0026]圖2所示，若邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝？2檢測到位置傳感器P的輸出信號，或邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器無故障；若除此之外的其他情況出現，則判斷位置傳感器有故障。
[0027]當位置傳感器P在區間①③發生低電平故障，如圖3圖4所示，故障診斷緩衝兩個區間；當位置傳感器P在區間②④發生低電平故障，如圖5圖6所示，故障診斷緩衝一個區間；
[0028]經過故障緩衝區間後，對位置傳感器故障進行定位，若邊沿脈衝匕檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝P2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器P發生低電平故障，如圖7所示。若邊沿脈衝Pi檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝？2檢測到位置傳感器P的輸出信號，則判斷位置傳感器Q發生低電平故障，如圖8所示；
[0029]若始終檢測不到邊沿脈衝，則判斷位置傳感器P和位置傳感器Q均發生低電平故障；
[0030]檢測開關磁阻電機位置傳感器輸出信號的相鄰兩個邊沿脈衝Pi和邊沿脈衝P 2，重複上述步驟，診斷四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器發生高電平故障，並定位所發生故障的位置傳感器，對應的區間劃分如圖9所示。
[0031]上述方法對有兩隻位置傳感器的四相16/12結構、四相32/24結構等開關磁阻電機位置傳感器故障診斷與定位也適用。
【權利要求】
1.一種四相開關磁阻電機兩隻位置傳感器故障診斷與定位方法，其特徵在於包括如下步驟: 1)使開關磁阻電機位置傳感器P的輸出信號相位時間上早於位置傳感器Q的輸出信號相位，檢測開關磁阻電機位置傳感器輸出信號的相鄰兩個邊沿脈衝P1和邊沿脈衝P 2，時間順序上邊沿脈衝P1早於邊沿脈衝P 2，相鄰兩個邊沿脈衝的間距為一個區間； 2)若邊沿脈衝P1檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝P2檢測到位置傳感器P的輸出信號，或邊沿脈衝P1檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器無故障； 3)若除步驟2)之外的其他情況出現，則判斷位置傳感器有故障； 4)設定位置傳感器P的輸出信號上升沿至位置傳感器Q的輸出信號上升沿為區間①，位置傳感器Q的輸出信號上升沿至位置傳感器P的輸出信號下降沿為區間②，位置傳感器P的輸出信號下降沿至位置傳感器Q的輸出信號下降沿為區間③，位置傳感器Q的輸出信號下降沿至位置傳感器P的輸出信號上升沿為區間④； 5)當位置傳感器故障發生在區間①③時，故障診斷緩衝兩個區間；當位置傳感器故障發生在區間②④時，故障診斷緩衝一個區間； 6)經過故障緩衝區間後，對位置傳感器故障進行定位: 若邊沿脈衝P1檢測到位置傳感器Q的輸出信號，邊沿脈衝P 2檢測到位置傳感器Q的輸出信號，則判斷位置傳感器P發生故障；若邊沿脈衝P1檢測到位置傳感器P的輸出信號，邊沿脈衝P2檢測到位置傳感器P的輸出信號，則判斷位置傳感器Q發生故障； 若始終檢測不到邊沿脈衝，則判斷位置傳感器P和位置傳感器Q均發生故障。
【文檔編號】G01R31/34GK104483644SQ201410742550
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】陳昊, 韓國強, 程鶴, 王千龍, 王青, 王星 申請人:中國礦業大學