摘要：開關磁阻電機因其結構簡單，調(diào)速范圍寬，容錯性好等特點得到了廣泛的運用。功率變換器是開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)中最易出現(xiàn)故障的薄弱環(huán)節(jié)。本文利用Labview搭建了開關磁阻電機系統(tǒng)故障測試平臺，通過對開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)正常運行、功率變換器發(fā)生故障時相電流波形進行對比，診斷開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)故障類型。
　　Abstract： Switched reluctance motor （SRM） has simple structure， wide speed range and good fault tolerance， so it has been widely used. The power converter is the center of the switched reluctance motor drive system. It is the weakest link in the system. In this paper， a fault test platform for switched reluctance motor system is built by Labview. On this platform， the fault type of switched reluctance motor drive system is diagnosed by comparing the phase current waveform of the switched reluctance motor drive system with normal operation and power converter failure.
　　關鍵詞：開關磁阻電機；Labview；故障診斷
　　Key words： switched reluctance motor；Labview；fault diagnosis
　　中圖分類號：TM352 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0146-03

0 引言

　　開關磁阻電機作為一種交流調(diào)速新品種，具有效率高、工作可靠、堅固、結構簡單等特點，開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)（Swithed Reluctance Drive，SRD）便是由其構成，它是一種具有特殊的雙凸極結構的新型電機驅(qū)動系統(tǒng)[1]。它綜合了直流電動調(diào)速系統(tǒng)和異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點，具備調(diào)速性能優(yōu)異、調(diào)速范圍寬的特點。憑借這些優(yōu)勢開關磁阻電機被廣泛用于一些環(huán)境惡劣、要求連續(xù)工作的場合，比如高轉(zhuǎn)速電機、牽引電機、礦井提升機、車載系統(tǒng)、航空工業(yè)/發(fā)電系統(tǒng)、通用工業(yè)等方面[2-4]。
　　功率變換器及其驅(qū)動電路作為開關磁阻電機控制系統(tǒng)的中樞執(zhí)行機構，其是否安全可靠直接關系到整個系統(tǒng)性能。但在實際的應用中發(fā)現(xiàn)，各類功率變換器故障[5-7]經(jīng)常出現(xiàn)，且原因多種多樣。由于長久以來功率變換器可靠性的問題一直未能得到妥善解決，使得功率變換器部分成為整個電機驅(qū)動系統(tǒng)最容易出現(xiàn)故障的部分。有資料表明，在變頻調(diào)速過程中，整個控制系統(tǒng)故障的約82.5%都屬于功率變換器故障。然而，開關磁阻電機各相在磁路和電路上相互獨立，因此功率變換器發(fā)生故障的概率相對更大。為此，開關磁阻電機的故障診斷成為各學者對開關磁阻研究的重要內(nèi)容之一。

1 Labview測試系統(tǒng)平臺搭建

　　LabVIEW，又稱實驗室虛擬儀器工程平臺，它是由美國國家儀器公司所開發(fā)的圖形化程序編譯平臺[8]，一種業(yè)界領先的工業(yè)標準圖形化編程工具，主要用于開發(fā)測試、測量與控制系統(tǒng)。這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計算機屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入標準的VXI機箱，再與計算機相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。VXI儀器價格昂貴，目前又推出了一種較為便宜的PXI標準儀器[9]。
　　本文基于labview軟件編程結合NI-1062Q型主機系統(tǒng)以及PXI_6238 DAQ數(shù)據(jù)采集板卡硬件開發(fā)平臺。對SRM系統(tǒng)電機相電流、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)以及波形采樣分析，人為設定電機故障并對采集到的數(shù)據(jù)進行故障診斷分析。
　　平臺采用Labview2011版本作為開發(fā)環(huán)境，PXI_6238 DAQ板卡為-20mA-20mA電流采樣型，功率變換器采樣電路采集信號為電壓信號，所以在連接板卡前將采樣輸入端并聯(lián)500歐姆電阻進行電壓電流轉(zhuǎn)換。正確連接數(shù)據(jù)輸入端口。通過MAX助手設置采樣通道，以及采樣頻率。為實驗觀察方便，實驗設置采樣頻率為1kHz，采樣點數(shù)為100。設置完成采樣通道，CTRL+N新建VI進行測試界面以及測試程序編寫。最終搭建labview測試平臺及測試程序如圖1所示。

2 基于labview測試平臺的SRM故障分析

　　對于功率變換器來說，常見的故障有：功率變換器的功率管短路、開路或者性能發(fā)生偏移等故障，除此之外還有續(xù)流二極管的短路、開路故障[10-11]。
　　為對比分析需要，通過測試平臺采集得到SRM正常運行過程中三相電流波形圖、C相電流波形圖以及轉(zhuǎn)速波形圖，如圖2所示各測試項波形圖。實驗中開關磁阻電機采用6/4結構，12V供電電源的小型電機。功率變換電路采用不對稱半橋電路結構，上下管均采用PWM波脈寬調(diào)制。從圖2-a看出A、B、C三相繞組順序?qū)�通，圖2-b為提取到的單相電流波形圖，測試中取C相進行測試，該圖方便顯示各時間段電流變化，為功率管短路、開路及性能偏移實驗提供分析需求。圖2-c實時顯示轉(zhuǎn)速變化曲線，為故障診斷提供分析依據(jù)。

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