過程工業(yè)需要更廣泛的控制和保護設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)認證和診斷覆蓋率，以確保危險區(qū)域的安全。

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

　在電機運行過程中可以獲得轉子位置、直流相關電壓、直流相關電流和相電流數(shù)據(jù)。使用編碼器和霍爾信號測量轉子的位置。如果編碼器出現(xiàn)故障，霍爾信號還用于估計轉子的位置，以便電機能夠正常工作。為直流端子提供電壓以運行電機。永磁同步電機(PMSM)的熱損失和冷卻方式直接影響溫升。定子繞組溫度的準確評估和預測對永磁同步電機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電壓一致。如果它們之間存在差異，則系統(tǒng)認為失敗。因此，當發(fā)生故障時，電機以受限模式運行，以確保硬件的安全。

　測得的直流鏈路電流對應于測得的相電流之和。通過坐標變換將測得的相電流轉換為直流母線電流。通過將測量的電流與直流鏈路電流進行比較來檢測錯誤。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。

　以下幾點可確保故障安全電機控制的SIL：

　1.編碼器故障：當傳感器發(fā)生故障時，容錯檢查用于在發(fā)生此故障時保持適當?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，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。當直流母線電壓在正常范圍內時，系統(tǒng)認為該模式為錯誤恢復，電壓基準不再受限。

　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，使用從相電流轉換而來的直流環(huán)節(jié)電流。

　4.相電流故障：當使用無刷三相電機（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。用于啟動電機的三相電流是并聯(lián)的。根據(jù)速度和負載，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。標稱相電流用于控制容錯。