用于电动机系统的故障判定方法
【技术领域】
[0001] 一般而言，本发明涉及用于电动机系统的故障判定方法，并且更具体地，涉及这样 一种用于电动机系统的故障判定方法：该方法可将电动机的位置传感器的值没有变化的情 况的数量进行分类，然后判定由于电动机的转子的物理约束，电动机系统是否已发生故障。
【背景技术】
[0002] 在使用位置传感器（例如，霍尔传感器或编码器（hall sensor or encoder))基于 电动机的转子的位置来控制电动机的电动机系统中，当转子被物理约束时，转子不可旋转， 因此由位置传感器感测的信号值不变化。另一方面，甚至在位置传感器发生故障（fail)，或 导线、感测电路等发生问题（fault)的情况下，从位置传感器输出的信号值也类似地不变 化。然而，如果由位置传感器感测的信号值没有变化，则不管故障原因为何，均判定为位置 传感器已发生故障。因此，存在的问题在于不能准确检测电动机系统的故障原因。
【发明内容】
[0003] 因此，本发明鉴于现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于提供这样一种 用于电动机系统的故障判定方法：即使电流施加到定子线圈以便驱动电动机，由位置传感 器感测的信号值也没有变化时，将转子被约束的情况与位置传感器已发生故障的情况明确 地区分开，由此能够判定故障。
[0004] 为完成上述目的，本发明的实施例的用于电动机系统的故障判定方法可包括如下 步骤：将初始驱动电动机所需的电流值设定为第一电流命令值；将所述电动机的旋转磁场 的旋转速度增加至预定基准速度；将在所述预定基准速度下旋转所述电动机的转子时产生 的反电动势的强度与为了根据所述设定的第一电流命令值施加电流而施加的电压的大小 相比较；以及基于所述比较判定所述电动机的故障原因。
[0005] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：判定所述第一电流命令值和流经所述电 动机的感测的电流的值之间的误差是否小于预定误差，其中所述误差表示所述第一电流命 令值和流经所述电动机的所述感测的电流的值之间的差。
[0006] 当判定所述误差小于所述预定误差时，可以执行比较所述反电动势的强度与所述 施加电压的大小的步骤。
[0007] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当判定所述误差等于或大于所述预定误 差时，判定用于将三相电流供应给所述电动机的逆变器的开关元件已发生故障。
[0008] 判定所述电动机的故障原因的步骤可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述反 电动势的强度小于所施加电压的大小时，判定所述电动机的位置传感器已发生故障。
[0009] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：基于所述比较，判定所述反电动势的强 度在预定时间内是否大于所施加电压的大小。
[0010] 判定所述电动机的故障原因的步骤可以包括如下步骤：当所述反电动势的强度在 所述预定时间内大于所施加电压的大小时，判定故障原因为所述电动机的转子的约束。 toon] 所述的故障判定方法还可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述反电动势的强 度大于所施加电压的大小时，将所设定的电流命令值初始化为零。
[0012] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：在所述初始化之后，重复预定次数的如 下步骤：i)将所述旋转磁场的旋转速度增加至所述预定基准速度，ii)将所述反电动势的 强度与所施加电压的大小相比较，以及iii)基于所述比较将所设定的电流命令值初始化。
[0013] 当重复次数超过所述预定次数时，故障原因可以判定为所述电动机的转子的约 束。
[0014] 判定所述电动机的故障原因的步骤可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述反 电动势的强度大于所施加电压的大小时，判定故障原因为所述电动机的转子的约束。
[0015] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当基于速度命令值判定的所述电动机的 第二电流命令值大于旋转所述电动机所需的最小电流值时，并且当施加到所述电动机的相 电压值大于旋转所述电动机所需的最小相电压值时，判定由所述电动机的位置传感器感测 的值是否变化。
[0016] 当由所述电动机的所述位置传感器感测的值不变化时，初始驱动所述电动机所需 的电流值可以设定为所述第一电流命令值，并且所述电动机的旋转磁场的旋转速度增加至 所述预定基准速度。
[0017] 另外，本发明的示例性实施例的一种用于电动机系统的故障判定方法包括如下步 骤：将施加到电动机的相电压增加至初始驱动所述电动机所需的相电压；将所述电动机的 旋转磁场的旋转速度增加至预定基准速度；测量由所施加的相电压产生的电流的大小；将 所产生的电流的大小与预定基准电流的大小相比较；以及基于所述比较判定所述电动机的 故障原因。
[0018] 判定所述电动机的故障原因的步骤可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述预 定基准电流的大小和由所施加的相电压产生的电流的大小之间的误差等于或大于预定误 差时，判定所述电动机的位置传感器已发生故障，其中所述误差表示所述第一电流命令值 和所述电动机的所感测的电流的值之间的差。
[0019] 判定所述电动机的故障原因的步骤可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述预 定基准电流的大小和由所施加的相电压产生的电流的大小之间的误差小于所述预定误差 时，判定故障原因为所述电动机的转子的约束。
[0020] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当基于所述比较，所述预定基准电流的 大小和由所施加的相电压产生的电流的大小之间的误差小于所述预定误差时，将施加到所 述电动机的相电压初始化。
[0021] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当所述误差小于所述预定误差的时间超 过预定时间时，重复如下步骤：i)将所述电动机的旋转磁场的旋转速度增加至所述预定基 准速度，ii)将所产生的电流的大小与所述预定基准电流的大小相比较，以及iii)将所述 相电压初始化。
[0022] 当所述重复次数大于预定次数时，故障原因可以被判定为所述电动机的转子的约 束。
[0023] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当流经所述电动机的感测的电流的值大 于旋转所述电动机所需的最小电流值时，判定基于速度命令值的所述电动机的电流命令值 和所感测的电流的值之间的误差，其中所述误差表示所述电动机的电流命令值和所感测的 电流的值之间的差。
[0024] 所述故障判定方法还可以包括如下步骤：当所述电动机的电流命令值和所感测 的电流的值之间的误差小于预定误差时，判定由所述电动机的位置传感器感测的值是否变 化。
[0025] 当由所述电动机的位置传感器感测的值不变化时，施加到所述电动机的相电压可 以增加至初始驱动所述电动机所需的相电压，并且所述电动机的旋转磁场的旋转速度可以 增加至所述预定基准速度。
[0026] 当所述电动机述电流命令值和所感测的电流的值之间的误差大于所述预定误差 时，可以判定用于将三相电流供应给所述电动机的逆变器的开关元件已发生故障。
【附图说明】
[0027] 结合附图，通过以下【具体实施方式】将更清晰地理解本发明的上述和其他目的、特 征及优点，其中：
[0028] 图1是简略地示出本发明的实施例的电动机系统的方框图；
[0029] 图2是示出本发明的实施例的用于电动机系统的故障判定方法的流程图；
[0030] 图3是示出电动机的转子的电旋转速度（electrical rotational speed)和产生 的反电动势之间的关系的图；
[0031] 图4A和图4B是分别示出当电动机转子被约束时和电动机转子未被约束时的相电 压和反电动势的变化的图；
[0032] 图5是示出本发明的实施例的用于电动机系统的故障判定方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033] 本说明书或本申请所公开的特定结构或功能描述仅是示例性的，以描述本发明的 实施例，并且本发明的实施例可以各种方式实施并不应被解释为限于本文中的实施例。相 反，根据本发明的实施例可以各种方式修改并可具有各种形式。附图中例证了特定实施例， 并且在本说明书或本申请中详细描述了特定实施例。然而，应当理解的是，这些实施例并非 旨在限制本发明的实施例，并且它们可包括被包含在本发明的精神和范围