[發明專利]一種電動汽車用軸向磁場磁通切換永磁電機容錯控制方法

有效

• 申請號: 201510054387.3
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104617827B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 林明耀;趙紀龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P21/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種電動汽車用軸向磁場磁通切換永磁電機容錯控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)從電機主電路采集相電流i_a、i_b、i_c、i_e、i_f、i_g，對電機進行初始位置檢測，從電機編碼器上采集信號，送入控制器進行處理，得出轉速n和轉子位置角θ；

(2)將采集的相電流i_a、i_b、i_c、i_e、i_f、i_g經跟隨、濾波、偏置和A/D轉換，然后進行帕克變換，得到兩相旋轉坐標系下的第一定子的d軸電流i_d和第二定子的d軸電流i′_d、第一定子的q軸電流i_q和第二定子的q軸電流i′_q；

(3)用給定轉速n^*減去編碼器實測轉速n，得到的轉速偏差△n輸入速度調節器，經比例積分運算后得到轉矩參考值T_e^*，將轉矩參考值T_e^*、母線電壓U_dc、第一定子的d軸電流i_d和第二定子的d軸電流i′_d、第一定子的q軸電流i_q和第二定子的q軸電流i′_q、編碼器實測轉速n和給定轉速n^*輸入電流分配器，根據電流判斷故障狀態，當軸向磁場磁通切換永磁電機控制系統狀態正常時，進入步驟4)，當軸向磁場磁通切換永磁電機控制系統發生故障時，進入步驟5)；

(4)采用i_d＝0控制策略，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{dref}=0\\ i_{dref}=-\frac{2}{3}\[I_m\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+I_m\cos (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ +I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\]\\ i_{dref}^{\′}=0\\ i_{qref}^{\′}=-\frac{2}{3}\[I_m\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ +I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\]\end{array}\right.$

其中，i_dref為第一定子的d軸電流參考值，i′_dref為第二定子的d軸電流參考值，i_qref為第一定子的q軸電流參考值，i′_qref為第二定子的q軸電流參考值；I_m為相電流幅值，θ為相位角；

(5)繼續保持i_d＝0，進行容錯控制，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_d=0\\ i_q=-\frac{2\sqrt{6}}{3}{I}_m\[\cos (\mathrm{\θ}-4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}-\frac{4\mathrm{\π}}{5})\\ +\cos (\mathrm{\θ}+4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}+\frac{4\mathrm{\π}}{5})\]\\ i_d^{\′}=0\\ i_q^{\′}=-\frac{1}{3}{I}_m\[(5-\sqrt{6})\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+\sqrt{6}\cos (\mathrm{\θ}-4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}-\frac{4\mathrm{\π}}{5})\\ +\sqrt{6}\cos (\mathrm{\θ}+4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}+\frac{4\mathrm{\π}}{5})\]\end{array}\right.$

(6)用電流分配器所產生的第一定子的d軸電流參考值i_dref減去步驟(2)中的第一定子的d軸電流i_d得到電流偏差△i_d，用第二定子的d軸電流參考值i′_dref減去步驟(2)中的第二定子的d軸電流i′_d得到電流偏差△i′_d，用第一定子的q軸電流參考值i_qref減去步驟(2)中的第一定子的q軸電流i_q得到電流偏差△i_q，用第二定子的q軸電流參考值i′_qref減去步驟(2)中的第二定子的q軸電流i′_q得到電流偏差△i′_q，將第一定子的d軸電流偏差△i_d和第二定子的d軸電流偏差△i′_d分別輸入d軸電流調節器進行比例積分運算，得到第一定子的d軸電壓u_d和和第二定子的d軸電壓u′_d，將第一定子的q軸電流偏差△i_q和第二定子的q軸電流偏差△i′_q分別輸入q軸電流調節器進行比例積分運算，得到第一定子的q軸電壓u_q和第二定子的q軸電壓u′_q，然后對所述第一定子的d軸電壓u_d、第二定子的d軸電壓u′_d和第一定子的q軸電壓u_q、第二定子的q軸電壓u′_q共同進行旋轉正交-靜止兩相變換后，得到靜止兩相坐標系下第一定子的α軸電壓u_α、第二定子的α軸電壓u′_α和第一定子的β軸電壓u_β、第二定子的β軸電壓u′_β，將所述α軸電壓u_α、u′_α和β軸電壓u_β、u′_β分別輸入脈沖寬度調制模塊，運算輸出12路脈沖寬度調制信號，驅動主功率變換器。