[發(fā)明專利]一種五相永磁同步電機(jī)開路故障下的容錯(cuò)控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710933989.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN107565868A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 花為;黃文濤;陳富揚(yáng);殷芳博;丁石川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)鹽城新能源汽車研究院
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/22;H02P25/026;H02P27/06;H02P29/028
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

1.一種五相永磁同步電機(jī)開路故障下的容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括轉(zhuǎn)速PI控制器、電流重構(gòu)模塊、價(jià)值函數(shù)優(yōu)化模塊、占空比控制模塊、逆變器、電流傳感器、單相開路故障的五相永磁同步電機(jī)、編碼器、基本電壓矢量作用時(shí)間計(jì)算模塊和電流預(yù)測模塊；

轉(zhuǎn)速參考值和經(jīng)編碼器反饋得到的實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較，其轉(zhuǎn)速差值輸入至轉(zhuǎn)速PI控制器；轉(zhuǎn)速PI控制器輸出基波空間交軸電流參考值，并輸入給電流重構(gòu)模塊，重構(gòu)后的相電流經(jīng)過拓展Clark變換得到基波空間兩相靜止電流參考值；電流重構(gòu)模塊的輸出和電流預(yù)測模塊的輸出同時(shí)輸送至價(jià)值函數(shù)優(yōu)化模塊；價(jià)值函數(shù)優(yōu)化模塊輸出最優(yōu)基本電壓矢量及其作用時(shí)間至占空比控制模塊；占空比控制模塊輸出占空比信號(hào)至逆變器；逆變器輸出最優(yōu)電壓至單相開路故障下的五相永磁同步電機(jī)；電流傳感器采集到的四相電流輸送給基本電壓矢量作用時(shí)間計(jì)算模塊；基本電壓矢量作用時(shí)間計(jì)算模塊和電流傳感器二者的輸出送至電流預(yù)測模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制系統(tǒng)的的五相永磁同步電機(jī)開路故障下的容錯(cuò)控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：當(dāng)單相繞組發(fā)生開路故障后，轉(zhuǎn)速控制器獲得基波空間中的交軸電流參考值，電流重構(gòu)模塊將重構(gòu)后的相電流通過拓展Clark變換，得到基波空間兩相靜止電流參考值；

步驟二：利用電流參考值和電流預(yù)測值建立價(jià)值函數(shù)；

步驟三：通過優(yōu)化價(jià)值函數(shù)獲得最優(yōu)基本電壓矢量及其作用時(shí)間，并經(jīng)占空比控制和逆變器作用，輸出最優(yōu)電壓給單相開路故障的五相永磁同步電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五相永磁同步電機(jī)開路故障下的容錯(cuò)控制方法，其特征在于：所述步驟一中：

計(jì)算基波空間交軸電流參考值i_q1^*：檢測電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速n，將轉(zhuǎn)速參考值n^*與實(shí)際轉(zhuǎn)速n的差值e_n輸入轉(zhuǎn)速PI控制器，根據(jù)公式(1)獲得基波空間交軸電流參考值i_q1^*；

其中，K_P和K_I分別為轉(zhuǎn)速PI控制器的比例增益和積分增益；

計(jì)算重構(gòu)相電流i_B’、i_C’、i_D’和i_E’：采集實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ_r，為能夠保證五相永磁同步電機(jī)發(fā)生單相開路故障后合成磁動(dòng)勢(shì)不變，將基波空間中的交、直軸電流參考i_q1^*和i_d1^* 根據(jù)公式(2)進(jìn)行電流重構(gòu)；

其中，i_d1^*利用最大轉(zhuǎn)矩電流方法比獲得，P_r為極對(duì)數(shù)；

計(jì)算基波空間兩相靜止電流參考值i_α^*和i_β^*：將重構(gòu)后的相電流通過拓展Clark變換公式(3)，得到基波空間中的兩相靜止電流參考值i_α^*和i_β^*；

其中，δ＝2π/5。