[發(fā)明專利]偏置60度六相永磁同步電機(jī)缺一相容錯(cuò)型轉(zhuǎn)矩控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410477291.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104184380A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周揚(yáng)忠;陳小劍;熊先云;林曉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/05
• 分類號(hào): H02P21/05;H02P21/14
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種偏置60度六相永磁同步電機(jī)缺一相容錯(cuò)型轉(zhuǎn)矩控制方法。

背景技術(shù)

目前直接轉(zhuǎn)矩控制策略在多相電動(dòng)機(jī)對(duì)稱平衡繞組情況有了較為詳細(xì)研究，并且取得了較為豐富的研究成果。文獻(xiàn)研究表明采用直接轉(zhuǎn)矩控制后，多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有強(qiáng)的轉(zhuǎn)矩控制能力。

?雖然文獻(xiàn)對(duì)多相電動(dòng)機(jī)對(duì)稱平衡繞組無(wú)故障情況直接轉(zhuǎn)矩控制策略進(jìn)行了一定研究，但當(dāng)繞組或逆變器故障時(shí)直接轉(zhuǎn)矩控制容錯(cuò)策略研究還很少，尤其是在多相永磁同步電動(dòng)機(jī)方面還未見(jiàn)有研究成果出現(xiàn)。

對(duì)于應(yīng)用于軍艦及潛艇推進(jìn)系統(tǒng)、宇航推進(jìn)系統(tǒng)、電動(dòng)/混合燃料汽車驅(qū)動(dòng)、電力機(jī)車牽引等領(lǐng)域的多相電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能否由對(duì)稱平衡繞組運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)故障在線判斷方式，連續(xù)安全過(guò)渡至容錯(cuò)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)牽引及推進(jìn)系統(tǒng)連續(xù)高可靠運(yùn)行尤為重要。從公開(kāi)文獻(xiàn)可見(jiàn)，現(xiàn)有的控制技術(shù)還遠(yuǎn)未達(dá)到該控制要求，究其主要原因在于多相電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制容錯(cuò)時(shí)基本理論還沒(méi)有真正建立起來(lái)。即使，學(xué)者們?cè)噲D直接套用多相電動(dòng)機(jī)對(duì)稱平衡繞組時(shí)直接轉(zhuǎn)矩控制方法對(duì)繞組或逆變器橋臂故障容錯(cuò)運(yùn)行進(jìn)行了初步的仿真或?qū)嶒?yàn)研究，但從公開(kāi)資料可見(jiàn)所基于的理論是很不健全的，且轉(zhuǎn)矩控制脈動(dòng)較大。所以，將對(duì)稱平衡繞組無(wú)故障時(shí)直接轉(zhuǎn)矩控制理論直接應(yīng)用于繞組或逆變橋故障狀態(tài)顯然不合適，達(dá)不到應(yīng)有的電磁轉(zhuǎn)矩控制效果及優(yōu)越的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能，必須對(duì)多相電動(dòng)機(jī)容錯(cuò)型直接轉(zhuǎn)矩控制理論進(jìn)行重新建立。

雖然學(xué)者們已經(jīng)試圖開(kāi)始對(duì)多相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制容錯(cuò)理論進(jìn)行研究，但對(duì)多相永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制容錯(cuò)理論的研究還未見(jiàn)任何文獻(xiàn)公開(kāi)。由于永磁同步電動(dòng)機(jī)中不存在轉(zhuǎn)差，所以多相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)容錯(cuò)型直接轉(zhuǎn)矩控制理論無(wú)法應(yīng)用于多相永磁同步電動(dòng)機(jī)中，迫切需要對(duì)多相永磁同步電動(dòng)機(jī)容錯(cuò)型直接轉(zhuǎn)矩控制理論進(jìn)行創(chuàng)新性研究，以進(jìn)一步提高多相永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，切實(shí)滿足軍艦及潛艇推進(jìn)系統(tǒng)、宇航推進(jìn)系統(tǒng)、電動(dòng)/?混合燃料汽車驅(qū)動(dòng)、電力機(jī)車牽引等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)﹄妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高可靠性要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種偏置60度六相永磁同步電機(jī)缺一相容錯(cuò)型轉(zhuǎn)矩控制方法,該方法能解決偏置60度六相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電機(jī)一相斷路或逆變橋一相故障后繼續(xù)運(yùn)行的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

?????一種偏置60度六相永磁同步電機(jī)缺一相容錯(cuò)型轉(zhuǎn)矩控制方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，采集剩余健康相B~F電流????????????????????????????????????????????????及轉(zhuǎn)子位置角；

第二步，利用公式1中T5正交變換矩陣，將剩余健康五相電流變換為αβ坐標(biāo)中及零序軸系中：

??????????????????????（公式1）

????；

第三步，利用公式8及計(jì)算虛擬定子電流：

??????????????????????????????????????????（公式8）

其中為虛擬定子磁鏈，為虛擬轉(zhuǎn)子磁鏈，為定子磁鏈，

為定子電流，為轉(zhuǎn)子磁鏈，為相繞組電感；

????，；

第四步，利用公式9、、虛擬轉(zhuǎn)子磁鏈及轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算出虛擬定子磁鏈：

???????????????????（公式9）

其中，，、分別為主磁路的直、交軸電感，、，為永磁體耦合到相繞組磁鏈幅值；

第五步，判斷虛擬定子磁鏈?zhǔn)噶克帵力缕矫嫔葏^(qū)編號(hào)；

第六步，根據(jù)虛擬定子磁鏈及虛擬定子磁鏈幅值給定，經(jīng)磁鏈滯環(huán)比較器，輸出控制虛擬定子磁鏈幅值的變量：

????；

第七步，利用公式10、及計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩：

?????????????????????????????????????????（公式10）

其中為電機(jī)磁極對(duì)數(shù)，可以從電機(jī)銘牌上得到；

第八步，將電磁轉(zhuǎn)矩及其給定值，送給轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器，輸出控制電磁轉(zhuǎn)矩變量τ：

????，其中為轉(zhuǎn)矩滯環(huán)環(huán)寬；

第九步，將αβ平面中定子電流送給零序電流給定環(huán)節(jié)，輸出對(duì)應(yīng)的零序電流給定值，并將及實(shí)際零序電流送給零序電流誤差計(jì)算環(huán)節(jié)，輸出零序電流誤差矢量：

????；