在含有三相霍爾位置傳感器的永磁同步電機(jī)（PMSM）控制系統(tǒng)中,針對PMSM中霍爾位置傳感器的故障,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子位置估算不準(zhǔn)確、電機(jī)無法正常驅(qū)動的問題,提出了一種PMSM多故障診斷與容錯控制的算法。根據(jù)霍爾位置傳感器輸出位置信號,判斷傳感器故障類型。在傳統(tǒng)平均速度算法估算轉(zhuǎn)子位置的基礎(chǔ)上,建立電流滑模觀測器,通過鎖相環(huán)提取轉(zhuǎn)子位置。針對不同霍爾傳感器故障狀態(tài),將平均速度算法與滑模觀測結(jié)果加權(quán)輸出。最后,通過實驗驗證了各相霍爾位置傳感器故障下電機(jī)系統(tǒng)容錯控制策略。實驗結(jié)果表明,該策略能在各種霍爾故障情況下完成轉(zhuǎn)子角度的估算,實現(xiàn)PMSM驅(qū)動系統(tǒng)中容錯控制。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(07)北大核心

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圖１?ＰＭＳＭ驅(qū)動系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１?ＰＭＳＭ?ｄｒｉｖｅ?ｓｙｓｔｅｍ??當(dāng)霍爾傳感器僅輸出一種狀態(tài)“１１１”，十進(jìn)制??數(shù)值為“７”時

爾故障??Ｈｂ??３?一３＿７?一６?一６－２??２??Ｈｃ??３－１－５－５－７－３??１??Ｈａ，Ｈｂ??７－７－７－６－６－６??６??雙相霍爾故障??Ｈａ，Ｈｂ??７－５－５－５－７－７??５??Ｈｂ，Ｈｃ??３一３－７－７－７－３??３??圖１?ＰＭＳＭ驅(qū)動系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１?ＰＭＳＭ?ｄｒｉｖｅ?ｓｙｓｔｅｍ??轉(zhuǎn)子位置信號檢測電路輸出的位置信號??＆人為三相相差１２０°、脈寬電角度１８０。的方波，??這些信號將３６０°的電角度劃分為６個６０°的位置??區(qū)間，如圖２所示。??１??１??１??０１１?；?００１??３?■?１??１０１??５??１００??４??１１０?；?０１０??６?？?２??１??１??１??９??６??１??１??區(qū)間１??３０。？??９０。??區(qū)間２??９０。？??１５０°??區(qū)間３??１５０。？??２ＨＴ??區(qū)間４｜區(qū)間５??２?ＩＣｆ？；２７０。？??２７０°＇?３３０°??１??區(qū)間６??３３０。？??３０。??區(qū)間１??３０。？??９０。??６??圖２霍爾元件輸出波形??Ｆｉｇ．?２?Ｈａｌｌ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｏｕｔｐｕｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??霍爾位置傳感器的輸出信號，通過平均速度??算法進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置精確估算從而滿足ＰＭＳＭ的正??弦波驅(qū)動要求。但霍爾位置傳感器容易受到外界??環(huán)境，如溫度、灰塵、振動等影響，導(dǎo)致輸出信號出??現(xiàn)異常，無法完成ＰＭＳＭ正常驅(qū)動。??３霍爾傳感器的故障診斷??為提高ＰＭＳＭ控制系統(tǒng)的可靠性，對霍爾位??置傳感器進(jìn)行故障診斷。作為半導(dǎo)體器件的開關(guān)??型霍爾元件，在損壞

障類型。以故障輸出高電??平為例，在電機(jī)運(yùn)行時，定義Ｈａ的輸出狀態(tài)為最??高位，札的輸出狀態(tài)為最低位，保存３個霍爾元??件的輸出狀態(tài)對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值。根據(jù)特定數(shù)值??定位故障傳感器位置，將特定數(shù)值定義為判斷數(shù)。??根據(jù)數(shù)值查表１可得故障位置。??當(dāng)霍爾傳感器僅輸出一種狀態(tài)“１１１”，十進(jìn)制??數(shù)值為“７”時。三相霍爾位置傳感器均發(fā)生故障，??將其定義為全霍爾故障。當(dāng)霍爾信號輸出４種狀??態(tài)時，定義為單相霍爾故障。單相霍爾故障中，若??十進(jìn)制數(shù)值含有“４”即為Ｈａ傳感器故障，見圖３。??１１１??７??１０１??５??１０１??５??１００．?１１０??４?！?６??１１０??６??１??１??１??Ｉ??１??■??ｅ??９??：區(qū)間１??；３０。？??？?９０°??１??區(qū)間２??９０－??１５（Ｔ??區(qū)間３｜區(qū)間４??１５０。？；２１０５？??２１ＣＴ?．?２７０°??１??區(qū)間５??２７０°－??３３０。??區(qū)間６｜區(qū)間１??３３０。？；３０。？??３０°?１?９０°??１??９??圖３單相霍爾故障輸出波形??Ｆｉｇ．?３?Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ?Ｈａｌｌ?ｆａｕｌｔ?ｏｕｔｐｕｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??當(dāng)霍爾信號輸出兩種狀態(tài)時，定義為雙相霍??爾故障。雙相霍爾故障中，若十進(jìn)制數(shù)值含有“３”??即表示僅Ｈａ傳感器正常，如圖４所示。??１??１??０１１??３??０１１??３??ｍ??７??１１１??７??１１１??７??０１１??３??匚??１??０??？０??１??區(qū)間１??３０。？??９０°??區(qū)間２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于矢量旋轉(zhuǎn)的永磁同步電機(jī)容錯控制系統(tǒng)[J]. 林京京,沈艷霞,卡德.  電力電子技術(shù). 2018(07)
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