過程工業(yè)需要更廣泛的控制和保護(hù)設(shè)備的安全完整性等級(SIL)，包括安全故障中斷(SFF)、平均故障間隔時間(MTBF)認(rèn)證和診斷覆蓋率，以確保危險區(qū)域的安全。

　通常，電機(jī)用于驅(qū)動動態(tài)系統(tǒng)。因此，電機(jī)故障的有效診斷至關(guān)重要，因為故障會導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)損壞。因此，需要故障安全控制技術(shù)，以便在發(fā)生電機(jī)故障時最大限度地減少對系統(tǒng)的損壞。

　在電機(jī)運(yùn)行過程中可以獲得轉(zhuǎn)子位置、直流相關(guān)電壓、直流相關(guān)電流和相電流數(shù)據(jù)。使用編碼器和霍爾信號測量轉(zhuǎn)子的位置。如果編碼器出現(xiàn)故障，霍爾信號還用于估計轉(zhuǎn)子的位置，以便電機(jī)能夠正常工作。為直流端子提供電壓以運(yùn)行電機(jī)。永磁同步電機(jī)(PMSM)的熱損失和冷卻方式直接影響溫升。定子繞組溫度的準(zhǔn)確評估和預(yù)測對永磁同步電機(jī)的安全性和可靠性具有重要意義。

　測得的直流母線電壓必須與默認(rèn)電壓一致。如果它們之間存在差異，則系統(tǒng)認(rèn)為失敗。因此，當(dāng)發(fā)生故障時，電機(jī)以受限模式運(yùn)行，以確保硬件的安全。

　測得的直流鏈路電流對應(yīng)于測得的相電流之和。通過坐標(biāo)變換將測得的相電流轉(zhuǎn)換為直流母線電流。通過將測量的電流與直流鏈路電流進(jìn)行比較來檢測錯誤。如果A相電流傳感器發(fā)生故障，則B相電流信號用于估計A相電流。

　以下幾點(diǎn)可確保故障安全電機(jī)控制的SIL：

　1.編碼器故障：當(dāng)傳感器發(fā)生故障時，容錯檢查用于在發(fā)生此故障時保持適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)性能。在低速時，使用霍爾信號計數(shù)和編碼來檢測故障，在正常速度時，使用滑模監(jiān)視器。如果編碼器傳感器出現(xiàn)故障，可以使用霍爾傳感器來估計轉(zhuǎn)子的位置，這種方法在不同速度下的有效性已經(jīng)得到證實(shí)，可以很好地工作，有助于系統(tǒng)穩(wěn)定。

　2.直流鏈路電壓故障：當(dāng)直流鏈路電壓超出范圍時，檢測到系統(tǒng)發(fā)生錯誤。然而，僅靠產(chǎn)生的電壓很難分析故障原因。因此，系統(tǒng)在有限的參考電壓下工作，以確保磁場定向控制的性能和電壓恒定。當(dāng)直流母線電壓在正常范圍內(nèi)時，系統(tǒng)認(rèn)為該模式為錯誤恢復(fù)，電壓基準(zhǔn)不再受限。

　3.直流母線電流故障：如果磁場定向控制讀數(shù)與計算值之間的差異超過10%，則系統(tǒng)將其視為錯誤。如果相電流正常，則直流母線電流傳感器有問題。為了在直流環(huán)節(jié)中的電流傳感器發(fā)生故障的情況下使系統(tǒng)穩(wěn)定，使用從相電流轉(zhuǎn)換而來的直流環(huán)節(jié)電流。

　4.相電流故障：當(dāng)使用無刷三相電機(jī)（BLAC）時，根據(jù)等式（1）的相電流有120的相位差。如果A相電流傳感器有故障，則Ia與B相電流一起評估。用于啟動電機(jī)的三相電流是并聯(lián)的。根據(jù)速度和負(fù)載，RMS的頻率和電平是不同的。然而，在一個特定位置，頻率和RMS值將與公式2中表示的相同。如果其中一個電流傳感器有缺陷，則其他相位傳感器的值可因此用于估計相電流。標(biāo)稱相電流用于控制容錯。