[發明專利]一種四相電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法

有效

• 申請號: 201710362180.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107147339B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 周興偉;周波;楊嵐;王開淼
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種四相電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法，通過檢測勵磁電流大小判斷系統勵磁部分是否故障，若無故障，則四相電勵磁雙凸極電機經過全橋變換器向負載進行不控整流發電，通過調節勵磁電流實現輸出電壓閉環控制；若發生故障，則使能第五橋臂，設定一勵磁角經過四相五橋臂變換器向四相繞組分別通入正反向的勵磁電流，利用磁阻電勢實現失磁故障的容錯發電，通過調節勵磁角調節可實現系統發電輸出電壓的閉環控制。本發明在傳統全橋變換器上僅增加一個冗余橋臂，實現了電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電，控制簡單靈活有效，提高了電勵磁雙凸極電機的可靠性，在航空起動發電、風力發電等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種四相電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法。

背景技術

作為一種新型無刷直流電機，電勵磁雙凸極電機具有結構簡單可靠、控制靈活、容錯性能好、適用于惡劣工況的優點，在航空、風力發電等領域具有廣闊的應用前景。多相電勵磁雙凸極電機能夠降低轉矩脈動、減小發電輸出電壓紋波、提高系統容錯性能。作為發電機運行時，電勵磁雙凸極電機經不控整流向負載供電，通過調節勵磁電流實現輸出電壓的調節，勵磁部分是系統脆弱部件，其發生故障時的容錯發電方法亟待研究。

目前，有關電勵磁雙凸極電機失磁故障的容錯控制策略研究尚處于起步階段。史立偉等公開的“電勵磁雙凸極電機勵磁故障容錯發電系統及其控制方法”（中國，公開日：2015年4月29號，公開號：104579067A）專利中公開了一種基于三相四橋臂的電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法，其將兩個電角度周期作為一個控制周期，向三相繞組內通以正負反向的勵磁電流實現失磁故障下的發電。但其不能直接根據轉子位置角實現失磁故障的勵磁功能，實際實施復雜。

在全橋變換器的基礎上增加一相冗余橋臂即能實現電勵磁雙凸極電機的失磁故障發電功能，但在四相電勵磁雙凸極電機中，每相電樞繞組自感在任意扇區均隨轉子位置變化，上述公開專利中使得自感變化區間的繞組均向負載供電，這在四相五橋臂驅動的電勵磁雙凸極電機中會引起第五橋臂的短路，不能實現系統的失磁故障容錯發電。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種四相電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種四相電勵磁雙凸極電機失磁故障容錯發電方法，所述四相電勵磁雙凸極電機星型連接，四相繞組分別為A相繞組、B相繞組、C相繞組、D相繞組，采用四相五橋臂變換器驅動；

所述四相五橋臂變換器包含四相全橋變換器和第五橋臂；

所述四相全橋變換器包含開關管T1至T8、二極管D1至D8；所述第五橋臂包含開關管T9至T10、二極管D9至D10；

所述開關管T1至T10的集電極分別和二極管D1至D10的陰極相連、發射極分別和二極管D1至D10的陽極相連；

A相繞組分別和二極管D1的陽極、二極管D2的陰極相連；

B相繞組分別和二極管D3的陽極、二極管D4的陰極相連；

C相繞組分別和二極管D5的陽極、二極管D6的陰極相連；

D相繞組分別和二極管D7的陽極、二極管D8的陰極相連；

四相電勵磁雙凸極電機的中性點通過開關S分別和二極管D9的陽極、二極管D10的陰極相連；

二極管D1的陰極分別和二極管D3的陰極、二極管D5的陰極、二極管D7的陰極、二極管D9的陰極、外部直流母線的正極相連；

二極管D2的陽極分別和二極管D4的陽極、二極管D6的陽極、二極管D8的陽極、二極管D10的陽極、外部直流母線的負極相連；