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美國Fairchild變頻器的故障與控制
感應(yīng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)調(diào)速系統(tǒng)中，特別是高性能矢量控制在感應(yīng)電機(jī)中的應(yīng)用使感應(yīng)電機(jī)更具明顯優(yōu)勢。感應(yīng)電機(jī)的矢量控制通常需要仙童變頻器，由于變頻器體積小、效率高可以實(shí)現(xiàn)大范圍的平滑調(diào)速，變頻器在工業(yè)傳動(dòng)領(lǐng)域得到了越來越廣泛地應(yīng)用。

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變頻器也會(huì)像其它的電力電子器件一樣，由于精密器件的老化、異常工況或者誤操作等原因發(fā)生故障，在某些特殊情況下，如航空航海等軍事領(lǐng)域、發(fā)電廠、煉鋼廠等工業(yè)中，若其中的變頻器突然發(fā)生故障將導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人身傷亡，后果不堪設(shè)想，因此變頻器故障后能否快速診斷出故障并且繼續(xù)安全容錯(cuò)運(yùn)行，成為衡量變頻器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。變頻器的矢量控制模式需要用到電流傳感器和速度傳感器，傳感器是一種精密的器件，很容易受到外界影響發(fā)生故障。為了增強(qiáng)變頻器的可靠性，本文對(duì)變頻器的傳感器故障診斷與容錯(cuò)控制進(jìn)行了研究。首先，通過與龍貝格觀測器的類比引出電流觀測器，然后從理論角度證明電流觀測器的穩(wěn)定性并給出電流觀測器參數(shù)設(shè)計(jì)的詳細(xì)推導(dǎo)過程?；谶@種電流觀測器提出單個(gè)相電流傳感器矢量控制方法。通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電流觀測器的可行性，準(zhǔn)確性和可靠性。其次，通過分析感應(yīng)電機(jī)T型等效電路推導(dǎo)出*個(gè)電流傳感器故障的診斷原理。然后用兩種不同的分析方法推導(dǎo)出第二個(gè)電流傳感器發(fā)生故障時(shí)變量的變化特征。根據(jù)電流觀測器自身的特點(diǎn)，提出單個(gè)相電流傳感器矢量控制下的速度傳感器故障的診斷方法，根據(jù)龍貝格觀測器的輸入特點(diǎn)提出速度傳感器故障后的容錯(cuò)控制方法。通過仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)所提出的兩種故障診斷方法及相應(yīng)的容錯(cuò)控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。zui后，針對(duì)論文所研究的內(nèi)容，搭建了以d SPACE硬件實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并設(shè)計(jì)了1.1k W感應(yīng)電機(jī)對(duì)拖加載平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上驗(yàn)證了變頻器的電流傳感器和速度傳感器故障診斷與容錯(cuò)控制方法的可行性和有效性。

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與變頻器的頻率給定方式一樣，變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式也有操作器鍵盤控制、端子控制和通訊控制三種。這些運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式必須按照實(shí)際的需要進(jìn)行選擇設(shè)置，同時(shí)也可以根據(jù)功能進(jìn)行相互之間的方式切換。主要闡述的就是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式。