CN114114062A - 一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置和方法，检测方法包括以下步骤：（1）基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构；（2）利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测：（a）计算故障诊断参数ep以及诊断变量Ep和Zp；（b）判断ep是否不小于δ0，若是，则根据Ep和Zp查询故障诊断表，确定故障位置。本发明能够实现在整个空间电压矢量平面精确的相电流重构，并能够利用重构得到的相电流值计算诊断变量，通过查询故障诊断表确定了逆变器功率管开路故障的具***置，准确度高。

Description

一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置和方法

技术领域

本发明涉及逆变器故障检测技术领域，具体涉及一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置和方法。

背景技术

空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation，SVPWM)技术利用不同电压矢量组合产生的PWM脉冲驱动三相电压源逆变器，从而实现对交流电动机的空间矢量控制。在不同开关状态下，电流流经不同的功率器件，因而直流母线上蕴含着逆变器输出端三相电流信息。通过在直流母线上安装单电流传感器，根据一个周期内PWM脉冲中电压矢量对应的电流信息进行采样，可以实现相电流重构，将此技术称为直流母线单电流传感器相电流重构技术。

重构三相电流以实现交流电驱动***的矢量控制，但是如何实现在整个空间电压矢量平面精确的相电流重构是亟待解决的问题，最后，如何利用重构得到的电流信息进行故障检测，如何确定逆变器功率管开路故障具***置也是需要解决的重要问题之一。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置和方法，通过基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构，并利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测，从而实现逆变器功率器件开路故障的检测与定位。减少了电驱动***中电流传感器的数量，从而降低了***的成本和体积，同时避免了多传感器参数的不一致性，提升了***的控制性能。

一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构；

步骤2：利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测：(a)计算故障诊断参数e_p以及诊断变量E_p和Z_p；(b)判断e_p是否不小于δ₀，若是，则根据E_p和Z_p查询故障诊断表，确定故障位置；其中，

e_p＝λ-<|i_pN|>；

Is为定义Clark变换中的电流矢量，I_m为三相绕组电流的幅值，ω为电机的电频率，

为初始相位，i_p(p＝a，b，c)为相电流，i_pN(p＝a，b，c)为归一化后的相电流；

以上，PS为单功率管开路故障，PL为双功率管开路故障，N为无故障，L为上桥臂功率管故障，H为下桥臂功率管故障。

进一步的，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：确定MSVPWM下的电流不可观测区域；

步骤1.2：若参考电压矢量V_ref在不可观测区域内，***互补矢量代替零矢量；若否，执行MSVPWM策略；

步骤1.3：根据不同的扇区位置选择不同的PWM发波方式，发出PWM波驱动逆变器；

步骤1.4：在所述PWM波对应电流观测窗口进行采样，并重构三相电流。

进一步的，所述步骤1.1所述的不可观测区域为：参考电压矢量V_ref位于扇区边界和低调制区域，此时存在有效电压矢量作用时间过短而不满足电流采样所需时间，完成采样所需最短时间称为最小电流观测窗口时长T_min，T_min＝t_dead+t_on+t_rise+t_sr+t_A/D；其中，t_dead为死区时间，t_rise为电流突变时上升时间，t_sr为电流稳定前的震荡时间，t_A/D是A/D转化时间。

进一步的，所述步骤1.2中的MSVPWM策略为：若V_ref位于可观测区域，作用时间为T₁和T₂的两个相邻电压矢量V₁和V₂用于合成V_ref，剩余时间T₀用零电压失量补充，且，

T₀＝T₀₀₀+T₁₁₁＝T_s-T₁-T₂

若V_ref位于不可观测区域，V₀和V₇将被互补有效电压矢量V₃和V₆代替，将T₀平均分配到两个互补矢量，即T₀/2＝T₃＝T₆，则零电压矢量可用下式表示：

式中V₃和V₆为两个互补电压矢量；根据伏秒平衡原则，不可观测区域中参考电压矢量V_ref满足，

V_ref(cosθ+jsinθ)T_s＝V₁T₁+V₂T₂+V₃T₃+V₆T₆

式中，θ为V_ref的旋转角度；V_ref为参考电压矢量的模值；T_s为PWM载波周期；T_k为电压空间矢量V_k(k＝1，2，3，6)作用时间；ESM-PWM各空间矢量的作用时间表达式为，

式中，M为调制度，M∈[0,0.906]；当θ位于第Ⅱ到Ⅵ扇区时，需减去当前数值π/3的整数倍，即θ-(N-1)π/3，N是扇区序号。

进一步的，当所述参考电压矢量V_ref位于可观测区域时(T₁/2>T_min和T₂/2>T_min)，母线电流在V₀和V₇处为零，在有效电压矢量V₁和V₂作用产生的电流观测窗口T_spl1和T_spl2处分别为i_a和-i_c；当所述参考电压矢量V_ref位于不可观测区域时(T_spl1<T_min或T_spl2<T_min，T₂<T₁)，零电压矢量V₇被作用时间为T₀/2的有效矢量V₆代替，对应产生电流观测窗口T_spl4用于采集相电流-i_b。相反方向***矢量V₃产生的相电流i_b与之相加为零。

本发明还涉及一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置，包括基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构模块，和利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测模块；其中所述开路故障检测模块用于计算故障诊断参数e_p以及诊断变量E_p和Z_p，并判断e_p是否不小于δ₀，若是，则根据E_p和Z_p查询故障诊断表，确定故障位置；其中，

e_p＝λ-<|i_pN|>；

Is为定义Clark变换中的电流矢量，I_m为三相绕组电流的幅值，ω为电机的电频率，

为初始相位，i_p(p＝a，b，c)为相电流，i_pN(p＝a，b，c)为归一化后的相电流；

以上，PS为单功率管开路故障，PL为双功率管开路故障，N为无故障，L为上桥臂功率管故障，H为下桥臂功率管故障。

进一步的，所述基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构模块用于确定MSVPWM下的电流不可观测区域，若参考电压矢量V_ref在不可观测区域内，***互补矢量代替零矢量；若参考电压矢量V_ref在可观测区域内，执行MSVPWM策略；根据不同的扇区位置选择不同的PWM发波方式，生成PWM波驱动逆变器；在所述PWM波对应电流观测窗口进行采样，并重构三相电流。

进一步的，所述不可观测区域为：参考电压矢量V_ref位于扇区边界和低调制区域，此时存在有效电压矢量作用时间过短而不满足电流采样所需时间，完成采样所需最短时间称为最小电流观测窗口时长T_min，T_min＝t_dead+t_on+t_rise+t_sr+t_A/D；其中，t_dead为死区时间，t_rise为电流突变时上升时间，t_sr为电流稳定前的震荡时间，t_A/D是A/D转化时间。

进一步的，所述MSVPWM策略为：若V_ref位于可观测区域，作用时间为T₁和T₂的两个相邻电压矢量V₁和V₂用于合成V_ref，剩余时间T₀用零电压失量补充，且，

T₀＝T₀₀₀+T₁₁₁＝T_s-T₁-T₂

若V_ref位于不可观测区域，V₀和V₇将被互补有效电压矢量V₃和V₆代替，将T₀平均分配到两个互补矢量，即T₀/2＝T₃＝T₆，则零电压矢量可用下式表示：

式中V₃和V₆为两个互补电压矢量；根据伏秒平衡原则，不可观测区域中参考电压矢量V_ref满足，

V_ref(cosθ+jsinθ)T_s＝V₁T₁+V₂T₂+V₃T₃+V₆T₆

式中，θ为V_ref的旋转角度；V_ref为参考电压矢量的模值；T_s为PWM载波周期；T_k为电压空间矢量V_k(k＝1，2，3，6)作用时间；ESM-PWM各空间矢量的作用时间表达式为，

式中，M为调制度，M∈[0,0.906]；当θ位于第Ⅱ到Ⅵ扇区时，需减去当前数值π/3的整数倍，即θ-(N-1)π/3，N是扇区序号。

本发明具有如下的技术效果：

1、本发明的单电流重构技术减少了电驱动***中电流传感器的数量，从而降低了***的成本和体积，同时避免了多传感器参数的不一致性，提升了***的控制性能。

2、本发明实现在整个空间电压矢量平面精确的相电流重构，并利用重构得到的相电流值计算诊断变量，通过查询故障诊断表确定了逆变器功率管开路故障的具***置，准确度高。

附图说明

图1基本电压矢量作用控件平面区域和矢量划分图；

图2参考电压矢量位于I扇区时MSVPWM原理；

图3 Vref位于I扇区不同区域MSVPWM相电流重构原理；

图4不可观测区域开关工作顺序表；

图5各扇区有效矢量及测量电流表；

图6转换后各扇区采样电流表；

图7逆变器功率器件开路故障诊断表；

图8 MSVPWM下逆变器功率管开路故障检测实施流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考示出了本发明的实施例的附图来更全面地描述本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。贯穿全文,相同的数字表示相同的元素。

将理解的是，尽管本文可以使用术语第一，第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

将理解的是，当诸如层，区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或在另一元件上“延伸”时，其可以直接在另一元件上或直接在另一元件上延伸,或者中间元件也可以是另一元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，则不存在中间元件。还应理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，则不存在中间元件。

在本文中可以使用诸如“在...下方”或“在上方”，“在上方”或“在下方”或“水平”或“垂直”之类的相对术语来描述一个元件，层或区域与另一元件，层或区域的关系。如图所示，将理解的是,这些术语除了附图中描绘的取向之外还意图涵盖装置的不同取向。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是,当在本文中使用时,术语“包括”，“包含”，“包括”和/或“包括”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。将进一步理解的是，除非在此明确地定义，否则本文中使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来解释。

下面参考根据本发明实施例的方法，***和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。将理解的是，可以通过计算机程序指令来实现流程图图示和/或框图的一些框以及流程图图示和/或框图中的一些框的组合。这些计算机程序指令可以存储或实现在微控制器，微处理器，数字信号处理器(DSP)，现场可编程门阵列(FPGA)，状态机，可编程逻辑控制器(PLC)或其他处理电路,通用计算机,专用计算机中。用途计算机或其他可编程数据处理设备(例如生产机器)，以便通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或中指定的功能/动作的装置或方框图块。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制品。实现流程图和/或框图中指定的功能/动作。

也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令成为可能。其他可编程装置提供用于实现流程图和/或框图方框中指定的功能/动作的步骤。应当理解,方框中指出的功能/动作可以不按照操作图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框,或者有时可以以相反的顺序执行这些框。尽管一些图在通信路径上包括箭头以示出通信的主要方向,但是应当理解，通信可以在与所描绘的箭头相反的方向上发生。

本发明具体实施过程如下：

SVPWM技术下的电流不可观测区域：

传统SVPWM方法下，定义有效电压矢量V_i(i＝1，2，3，4，5，6)和零电压矢量(V₀、V₇)，当参考电压矢量V_ref位于扇区边界和低调制区域时，存在有效电压矢量作用时间过短而不满足电流采样所需时间的情况，如图1所示，这些区域定义为不可观测区域。将完成采样所需最短时间称为最小电流观测窗口时长T_min，如公式(1)，

T_min＝t_dead+t_on+t_rise+t_sr+t_A/D (1)

其中，t_dead为死区时间，t_rise为电流突变时上升时间，t_sr为电流稳定前的震荡时间，t_A/D是A/D转化时间。

MSVPWM策略：

以Ⅰ扇区为例，MSVPWM中参考电压矢量合成过程如图2所示。在一个PWM载波周期内，若V_ref位于可观测区域，如图2(a)所示，作用时间为T₁和T₂的两个相邻电压矢量V₁和V₂用于合成V_ref，剩余时间T₀用零电压失量(111)或(000)补充，且，

T₀＝T₀₀₀+T₁₁₁＝T_s-T₁-T₂ (2)

若V_ref位于不可观测区域，图2(a)中V₀和V₇将被互补有效电压矢量V₃和V₆代替，该过程如图2(b)所示。将T₀平均分配到两个互补矢量，即T₀/2＝T₃＝T₆，则零电压矢量可用公式(3)表示：

式中V₃和V₆为两个互补电压矢量，可见***互补有效电压矢量作用效果与零矢量相同。

根据伏秒平衡原则，图2(b)中参考电压矢量V_ref满足，

V_ref(cosθ+jsinθ)T_s＝V₁T₁+V₂T₂+V₃T₃+V₆T₆ (4)

式中，θ为V_ref的旋转角度；V_ref为参考电压矢量的模值；T_s为PWM载波周期；T_k为电压空间矢量V_k(k＝1，2，3，6)作用时间。ESM-PWM各空间矢量的作用时间表达式为，

式中，M为调制度，M∈[0,0.906]。当θ位于第Ⅱ到Ⅵ扇区时，需减去当前数值π/3的整数倍，即θ-(N-1)π/3，其中N是扇区序号。

MSVPWM方法直流母线单传感器相电流重构原理如图3所示。以Ⅰ扇区为例，图中上部分为PWM波形，下部分为相电流i_a、i_b和i_c，叠加粗线为母线电流i_dc。如图3(a)所示，当V_ref位于可观测区域时(T₁/2>T_min和T₂/2>T_min)，母线电流在V₀和V₇处为零，在有效电压矢量V₁和V₂作用产生的电流观测窗口T_spl1和T_spl2处分别为i_a和-i_c；如图3(b)所示，当V_ref位于不可观测区域时(T_spl1<T_min或T_spl2<T_min，T₂<T₁)，零电压矢量V₇被作用时间为T₀/2的有效矢量V₆代替，对应产生电流观测窗口T_spl4用于采集相电流-i_b。相反方向***矢量V₃产生的相电流i_b与之相加为零。因此，在整个扇区内两组电流观测窗口T_spl1、T_spl2和T_spl3、T_spl4保证了相电流重构的实现。在不可观测区域，逆变器功率器件开关顺序如图2所示。将每个扇区划分为前中后三部分，对应采样电流值如图3所示。

直流母线单电流传感器逆变器故障检测方法：

基于上述MSVPWM技术，可以实现直流母线单电流传感器相电流重构，利用重构得到的电流信息可以进行逆变器开路故障诊断。在三相电机***中，通过Clark变换可将三相电流信息i_a、i_b和i_c转换为静止坐标系α-β下的电流值i_α和i_β，即

其中T_abc/αβ为转换矩阵。

由于大多数三相PMSM多采用星型连接的绕组形式，因此零序电流i₀为：

结合式(6)、(7)和(8)可以得到i_α和i_β，

在一个PWM周期中，定义两次电流采样值分别为i_sam1和i_sam2，为了便于计算分析，根据基尔霍夫电流定律将不同空间矢量平面区域采样得到的电流值转化为i_a和i_b，如表4所示。i_α和i_β可用i_a和i_b表示为，

定义Clark变换中电流矢量为I_s，

I_s＝i_α+i_β＝|I_s|∠θ (11)

则电流矢量I_s的模值可以表示为，

定义三相绕组电流呈正弦分布，则

其中I_m为三相绕组电流的幅值，ω为电机的电频率，

为初始相位。由此可以将电流矢量I_s用I_m表示为，

对相电流i_p(p＝a，b，c)归一化处理，使其取值在[-1,1]，则归一化后的相电流i_pN可以表示为，

则归一化后相电流模值的平均值可由(16)式计算，

在永磁同步电动机正常运转下，三相电流呈正弦分布，计算得到<|i_pN|>为一常数，定义此常数为λ，

引入故障诊断参数e_p，定义为

e_p＝λ-<|i_pN|> (18)

当三相交流电机正常运行时，e_p为零。逆变器发生开路故障时，负载相电流不再是正弦，此时e_p不为零，且增大为一个正值。基于此可以判断逆变器是否发生开路故障，同时引入一个周期内相电流归一化平均值<i_pN>，根据其正负来判断每相桥臂上功率管发生故障的具***置。由以上分析可以得到逆变器功率器件开路故障诊断变量为。

公式(19)中δ₀是故障发生诊断阈值，其大小为0.1，当e_p大于δ₀时，说明故障已经发生。δ₁用来判断发生开路故障功率器件的个数，其值为0.5，当e_p小于δ₁时，发生单功率管开路故障；当e_p大于δ₁时，发生双功率管开路故障。为了确定故障发生具体桥臂位置，引入判定阈值μ₀，μ₀＝0.1，当<i_pN>小于-μ₀时，故障发生在下桥臂；当<i_pN>大于μ₀时，故障发生在上桥臂。由此，可以将故障诊断表总结如表5所示。

综上，整个MSVPWM技术实现逆变器功率管开路故障检测步骤如图8所示。首先，利用参考电压矢量的幅值和相角确定当前扇区位置，并判断是否在不可观测区域。接着根据不同的扇区位置选择不同的PWM发波方式，在相应电流观测窗口对母线电流进行采样，从而实现在整个空间电压矢量平面精确的相电流重构。最后，利用重构得到的相电流值计算诊断变量，通过查询故障诊断表确定逆变器功率管开路故障具***置。

最后应该说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例对本发明进行种种修改或变更的行为，均在本发明申请待批的权利申请要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构；

步骤2：利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测：(a)计算故障诊断参数e_p以及诊断变量E_p和Z_p；(b)判断e_p是否不小于δ₀，若是，则根据E_p和Z_p查询故障诊断表，确定故障位置；其中，e_p＝λ-<|i_pN|>；

Is为定义Clark变换中的电流矢量，I_m为三相绕组电流的幅值，ω为电机的电频率，

为初始相位，i_p(p＝a，b，c)为相电流，i_pN(p＝a，b，c)为归一化后的相电流；

以上，PS为单功率管开路故障，PL为双功率管开路故障，N为无故障，L为上桥臂功率管故障，H为下桥臂功率管故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：确定MSVPWM下的电流不可观测区域；

步骤1.2：若参考电压矢量V_ref在不可观测区域内，***互补矢量代替零矢量；若否，执行MSVPWM策略；

步骤1.3：根据不同的扇区位置选择不同的PWM发波方式，发出PWM波驱动逆变器；

步骤1.4：在所述PWM波对应电流观测窗口进行采样，并重构三相电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.1所述的不可观测区域为：参考电压矢量V_ref位于扇区边界和低调制区域，此时存在有效电压矢量作用时间过短而不满足电流采样所需时间，完成采样所需最短时间称为最小电流观测窗口时长T_min，T_min＝t_dead+t_on+t_rise+t_sr+t_A/D；其中，t_dead为死区时间，t_rise为电流突变时上升时间，t_sr为电流稳定前的震荡时间，t_A/D是A/D转化时间。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.2中的MSVPWM策略为：若V_ref位于可观测区域，作用时间为T₁和T₂的两个相邻电压矢量V₁和V₂用于合成V_ref，剩余时间T₀用零电压失量补充，且，

T₀＝T₀₀₀+T₁₁₁＝T_s-T₁-T₂

若V_ref位于不可观测区域，V₀和V₇将被互补有效电压矢量V₃和V₆代替，将T₀平均分配到两个互补矢量，即T₀/2＝T₃＝T₆，则零电压矢量可用下式表示：

式中V₃和V₆为两个互补电压矢量；根据伏秒平衡原则，不可观测区域中参考电压矢量V_ref满足，

V_ref(cosθ+jsinθ)T_s＝V₁T₁+V₂T₂+V₃T₃+V₆T₆

式中，θ为V_ref的旋转角度；V_ref为参考电压矢量的模值；T_s为PWM载波周期；T_k为电压空间矢量V_k(k＝1，2，3，6)作用时间；ESM-PWM各空间矢量的作用时间表达式为，

式中，M为调制度，M∈[0,0.906]；当θ位于第Ⅱ到Ⅵ扇区时，需减去当前数值π/3的整数倍，即θ-(N-1)π/3，N是扇区序号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述参考电压矢量V_ref位于可观测区域时(T₁/2>T_min和T₂/2>T_min)，母线电流在V₀和V₇处为零，在有效电压矢量V₁和V₂作用产生的电流观测窗口T_spl1和T_spl2处分别为i_a和-i_c；当所述参考电压矢量V_ref位于不可观测区域时(T_spl1<T_min或T_spl2<T_min，T₂<T₁)，零电压矢量V₇被作用时间为T₀/2的有效矢量V₆代替，对应产生电流观测窗口T_spl4用于采集相电流-i_b；相反方向***矢量V₃产生的相电流i_b与之相加为零。

6.一种直流母线单电流传感器逆变器故障检测装置，其特征在于，包括基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构模块，和利用所述单电流传感器相电流重构的电流信息进行逆变器开路故障检测模块；其中所述开路故障检测模块用于计算故障诊断参数e_p以及诊断变量E_p和Z_p，并判断e_p是否不小于δ₀，若是，则根据E_p和Z_p查询故障诊断表，确定故障位置；其中，e_p＝λ-<|i_pN|>；

Is为定义Clark变换中的电流矢量，I_m为三相绕组电流的幅值，ω为电机的电频率，

为初始相位，i_p(p＝a，b，c)为相电流，i_pN(p＝a，b，c)为归一化后的相电流；

以上，PS为单功率管开路故障，PL为双功率管开路故障，N为无故障，L为上桥臂功率管故障，H为下桥臂功率管故障。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述基于MSVPWM策略的单电流传感器相电流重构模块用于确定MSVPWM下的电流不可观测区域，若参考电压矢量V_ref在不可观测区域内，***互补矢量代替零矢量；若参考电压矢量V_ref在可观测区域内，执行MSVPWM策略；根据不同的扇区位置选择不同的PWM发波方式，生成PWM波驱动逆变器；在所述PWM波对应电流观测窗口进行采样，并重构三相电流。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述不可观测区域为：参考电压矢量V_ref位于扇区边界和低调制区域，此时存在有效电压矢量作用时间过短而不满足电流采样所需时间，完成采样所需最短时间称为最小电流观测窗口时长T_min，

T_min＝t_dead+t_on+t_rise+t_sr+t_A/D；其中，t_dead为死区时间，t_rise为电流突变时上升时间，t_sr为电流稳定前的震荡时间，t_A/D是A/D转化时间。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述MSVPWM策略为：若V_ref位于可观测区域，作用时间为T₁和T₂的两个相邻电压矢量V₁和V₂用于合成V_ref，剩余时间T₀用零电压失量补充，且，

T₀＝T₀₀₀+T₁₁₁＝T_s-T₁-T₂

若V_ref位于不可观测区域，V₀和V₇将被互补有效电压矢量V₃和V₆代替，将T₀平均分配到两个互补矢量，即T₀/2＝T₃＝T₆，则零电压矢量可用下式表示：

式中V₃和V₆为两个互补电压矢量；根据伏秒平衡原则，不可观测区域中参考电压矢量V_ref满足，

V_ref(cosθ+jsinθ)T_s＝V₁T₁+V₂T₂+V₃T₃+V₆T₆

式中，θ为V_ref的旋转角度；V_ref为参考电压矢量的模值；T_s为PWM载波周期；T_k为电压空间矢量V_k(k＝1，2，3，6)作用时间；ESM-PWM各空间矢量的作用时间表达式为，

式中，M为调制度，M∈[0,0.906]；当

位于第Ⅱ到Ⅵ扇区时，需减去当前数值π/3的整数倍，即

N是扇区序号。

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