[發明專利]六相電機斷相時轉矩波動最小化容錯控制方法

有效

• 申請號: 201710478818.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107171601B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 董婷;彭兵;李風輝;王玲玲
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/28;H02P21/22
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

六相電機斷相時轉矩波動最小化容錯控制方法,該方法在六相電機單相斷相后，將剩余相磁動勢分解為正序旋轉分量和負序旋轉分量，進而消除合成磁動勢中的負序合成分量，使定子合成磁動勢近似為圓形旋轉磁動勢。本發明是利用消除定子合成磁動勢中負序分量，以削弱斷相時轉矩波動為目標的容錯控制方法。在六相永磁同步電機發生一相繞組斷相故障時，通過調整剩余相繞組電流的相位角，使磁動勢接近圓形旋轉磁動勢，從而降低電機的轉矩波動。

技術領域

本發明屬于電機技術領域，特別是涉及一種基于定子磁動勢中的負序合成分量的容錯控制方法，適用于多相電機。

背景技術

隨著經濟的快速發展，我國的汽車產量持續快速地增長，汽車產量的增長直接導致了我國石油資源的嚴重消耗和環境的嚴重污染。而電動汽車的出現在一定程度上緩解了這些問題，與傳統燃油汽車相比，電動汽車具有諸多優點，電動汽車驅動電機不僅具有較高的效率，而且在制動時能夠轉化為發電機運行，從而將汽車運行的動能轉化成電能存入蓄電池，大大地提高了能源利用率。

然而電動汽車的主要核心部件是驅動電機，驅動電機的好壞直接決定著電動汽車性能的優劣。所以對電動汽車驅動電機的研究在電動汽車研究領域中占有重要的地位。電動汽車要求驅動電機具有低脈動、高效率、高可靠性等特點。而傳統三相永磁同步電機容錯能力較差，不適用于高可靠性的場合，因此，多相永磁同步電機引起了研究人員的關注。多相永磁同步電機具有高轉矩密度、高效率、高可靠性等優點，在電動汽車驅動系統中具有廣闊的應用前景。

作為電動汽車用電機，應該具有較高的安全性和可靠性，多相永磁同步電機在很多方面有著傳統三相永磁同步電機無法比擬的優勢。在一些對電機連續運行要求苛刻的場合，電機不可避免地會發生一些故障問題，從而會影響整個電機系統的工作運行。電機斷相故障是常見且比較嚴重的故障。當電機出現斷相故障時，雖然相對于三相永磁同步電機，六相永磁同步電機仍能輸出轉矩來維持電動汽車運行，但電機會有很大的波動，又因為電動汽車對電機的要求比較高，所以需要采取一些方法來降低電機的轉矩波動。

發明內容

發明目的：針對上述斷相時多相永磁同步電機轉矩波動問題，結合六相繞組結構特點，本發明提供一種基于定子磁動勢中負序合成分量為零的容錯方法，其目的是解決以往所存在的問題，它是消除磁動勢中的負序分量，使磁動勢成為圓形旋轉磁動勢，從而降低電機的轉矩波動。

技術方案：

一種六相電機斷相時轉矩波動最小化容錯控制方法，其特征在于:該方法在六相電機單相斷相后，將剩余相磁動勢分解為正序旋轉分量和負序旋轉分量，進而消除合成磁動勢中的負序合成分量，使定子合成磁動勢近似為圓形旋轉磁動勢。

六相電機斷相后，在無法改變繞組各相之間相位角的前提下，利用優化剩余相繞組電流的時間相位角。

本方法設A₁繞組空間軸線作為空間坐標原點，并選擇使A₁相電流達到最大值的瞬間作為時間坐標零點，這里假設C₁相繞組斷相；當六相電機A₁相繞組斷相時，使C₁相繞組電流的相位角滯后B₁相60°電角度；當B₁相繞組斷相時，使C₁相繞組電流的相位角超前A₁相60°電角度；當C₁相繞組斷相時，使B₁相繞組電流的相位角滯后A₁相60°電角度；當A₂相繞組斷相時，使C₂相繞組電流的相位角滯后B₂相60°電角度；當B₂相繞組斷相時，使C₂相繞組電流的相位角超前A₂相60°電角度；當C₂相繞組斷相時，使B₂相繞組電流的相位角滯后A₂相60°電角度。