[發(fā)明專利]一種基于CPWM的三相永磁電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比容錯(cuò)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710371560.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN107046389B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國海;林志鵬;陳前;趙文祥;吉敬華;王健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22
• 代理公司: 暫無信息
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本發(fā)明公開了一種基于CPWM的三相永磁電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比容錯(cuò)控制方法，包括如下步驟：檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，將給定轉(zhuǎn)速ω^*_r與反饋轉(zhuǎn)速ω_r比較，利用PI控制器得到q軸給定電流i^*_q；根據(jù)采樣的相電流判斷故障信息，閉合開關(guān)S₁；通過降階矩陣變換得到d?q軸反饋電流i_dm，i_qm；計(jì)算故障狀態(tài)下的d?q軸電壓u_dm，u_qm；將所得到的d?q軸電壓u_dm，u_qm和電流i_dm，i_qm以及轉(zhuǎn)速ω_r，輸入到最大轉(zhuǎn)矩電流比容錯(cuò)(FT?MTPA)模塊中，利用虛擬信號(hào)注入法，來得到電機(jī)容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)的d軸給定電流i^*_d；將d?q軸的給定電流與反饋電流相比較，通過PI控制器得到d?q軸的給定電壓，通過降階矩陣得到相電壓，輸入到CPWM模塊中，得到每相的開關(guān)信號(hào)，通過逆變器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)三相永磁電機(jī)的FT?MTPA控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三相永磁電機(jī)容錯(cuò)控制領(lǐng)域，特指一種基于CPWM實(shí)現(xiàn)的三相永磁電機(jī)單相開路最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法。適用于航空航天、電動(dòng)汽車等對(duì)電機(jī)可靠性有較高要求的場(chǎng)所。

背景技術(shù)

內(nèi)嵌式永磁電機(jī)因?yàn)槠涓咿D(zhuǎn)矩密度、高效率和寬調(diào)速范圍等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車、航天航空以及海上艦船推動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。同時(shí)，對(duì)于航空航天、電動(dòng)汽車等一些可靠性要求較高的場(chǎng)合，穩(wěn)定可靠的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)尤為重要。因此，永磁電機(jī)的容錯(cuò)控制方法受到了廣泛的關(guān)注。

在電機(jī)故障中，繞組開路和逆變器開關(guān)故障最為常見，并且目前為止，有相當(dāng)可觀的研究是針對(duì)傳統(tǒng)三相永磁電機(jī)、雙通道三相永磁電機(jī)在開路故障時(shí)的容錯(cuò)運(yùn)行。但是這些容錯(cuò)電流的計(jì)算方法一般都是基于i_d＝0的控制算法，適用于表貼式永磁電機(jī)，對(duì)于內(nèi)嵌式永磁的電機(jī)而言，容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)沒有充分利用內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩來提升電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩性能，也無法使內(nèi)嵌式永磁電機(jī)調(diào)速范圍寬的優(yōu)勢(shì)在容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)體現(xiàn)出來。

過去幾十年中，國內(nèi)外學(xué)者為實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩電流比(MTPA)控制，采用了很多不同的方法。總結(jié)來說，分為依賴電機(jī)參數(shù)和不依賴電機(jī)參數(shù)的方法。而在不依賴參數(shù)的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法中，基于極值搜索原理的高頻信號(hào)注入方法越來越多的應(yīng)用到內(nèi)嵌式電機(jī)中。但是，一般高頻信號(hào)注入由于向電機(jī)注入了高頻信號(hào)，因而會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗以及轉(zhuǎn)矩波紋。為了解決這一問題，虛擬信號(hào)注入法被提出。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)容錯(cuò)控制難以利用磁阻轉(zhuǎn)矩的弊端以及現(xiàn)有MTPA未能實(shí)現(xiàn)帶故障運(yùn)行的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種基于CPWM的三相永磁電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比容錯(cuò)控制。

一種基于CPWM的三相永磁電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比容錯(cuò)控制方法，包括如下步驟：

步驟1，檢測(cè)三相永磁電機(jī)轉(zhuǎn)速，作為電機(jī)的速度反饋ω_r，將給定轉(zhuǎn)速ω^*_r與反饋轉(zhuǎn)速ω_r相比較得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速誤差e_r，采用PI控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差e_r計(jì)算得到三相永磁電機(jī)的q軸電流，PI控制器的輸出量為給定的q軸電流i^*_q。

步驟2，利用電流傳感器采樣三相永磁電機(jī)的各相電流i_a，i_b，i_c，將采集到的相電流輸入到故障診斷模塊中。若檢測(cè)出發(fā)生故障，輸出故障信號(hào)F，閉合開關(guān)S₁，將星形連接的三相永磁電機(jī)中性點(diǎn)連接到直流電源的中點(diǎn)。并同時(shí)確定故障相信息。