电机控制系统的故障诊断与容错策略

电机驱动系统故障可分为硬性故障和软性故障，前者主要集中在电机本体上，如定子绕组短路、断路、绝缘老化、轴承磨损以及转子偏心等不可恢复的故障；后者是指可恢复的故障，可通过软件的调节消除，主要发生在电机控制器上，如过压、过流、过温故障等。对硬性故障进行故障信息采集和诊断，对软性故障进行必要的容错，防止系统进一步发展成为硬性不可恢复故障。图1 是电机驱动系统故障诊断总体框图，通过电压、电流和温度的信息判断系统故障原因，进而采取相应的控制手段，而故障诊断容错模块框图如图2所示

图1 电机驱动系统诊断总体框图

图2 系统故障诊断容错破坏

对于某些硬性故障，如电流传感器故障，或电机位置传感器，也可采用控制策略切换对其故障进行容错。如电流传感器故障，可将控制切换为开环V/F 控制，这种控制不需要采集电流，但需要一些电流信息对系统进行保护。车用电机系统有4 个电流传感器（1 个直流的，3 个交流的，1 个损坏）可以用状态正常的传感器做保护判断。控制方案切换框图如图3 所示

图3 位置传感器故障容错框图

而对于某些软性故障，如过压、过流和过温，可采用限制电机系统功率输出的方法。难点在于如何保证系统安全的前提下，尽可能满足整车性能需求。控制方案框图如图4所示

图4 软性故障容错框图

电动汽车是一个零部件多、故障形式多样、表现不一且技术相对不成熟的大系统，再加上其运行环境的多变性，故障产生原因较为复杂。将电动汽车电驱动系统故障分为了硬性故障和软性故障，并提出对软性故障进行容错的思想。