[發明專利]一種雙永磁同步電機容錯控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201810210558.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108429491B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 林海;李峰;胡博;李登峰;段晨東;周熙煒;陳金平;司利云;龔賢武;陳俊碩
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H02P5/74
• 分類號: H02P5/74
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種雙永磁同步電機容錯系統及其控制方法，通過將兩個三相電機的繞組與雙電機容錯逆變器通過晶閘管連接，同時將兩個三相電機的繞組之間分別通過晶閘管連接，通過檢測兩個三相永磁同步電機的三相參考電壓，當檢測到某一橋臂的開關管發生開路故障或短路故障后，斷開對應的晶閘管切斷電路連接，打開與之相連接橋臂的晶閘管，實現拓撲結構的重構；然后根據故障后重構的雙逆變器驅動系統的數學模型，計算得到容錯后的參考電壓，以實現由正常運行到故障后容錯運行的切換。本發明只需改變逆變器的拓撲結構以及相應的參考值就可以完成雙永磁同步電機系統由正常運行到故障后容錯運行的切換，大大降低了整個系統的復雜性。

技術領域

本發明屬于電機控制領域，具體涉及一種雙永磁同步電機容錯控制系統及其控制方法。

背景技術

雙電機的協同驅動系統已經開始廣泛應用于礦井、冶金、港口等諸多行業，以改善傳統單電機驅動可靠性較低，控制性能差，系統機械傳動機構復雜，單臺電機功率要求較高等問題。眾所周知，在交流電機驅動系統當中，功率變換器中的電力電子器件是最容易發生故障的環節，一旦開關器件發生故障，整個控制系統會喪失正常工作的能力，因此，需要一個行之有效的容錯運行方案，可以保證故障發生時控制器具有不間斷穩定運行的能力，確保航空航天、軍事領域等重要場合的安全運行，避免災難性的后果，減小一般民用場合的經濟損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙永磁同步電機容錯控制系統及其控制方法，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙永磁同步電機容錯控制系統，包括控制器、連接于三相永磁同步電機M1和三相永磁同步電機M2的雙電機容錯逆變器；

雙電機容錯逆變器包括六路并聯在公共直流電源上的逆變器橋臂，每路逆變器橋臂均由兩個功率開關管串聯組成，同一逆變器橋臂上的兩個功率開關管之間為逆變器橋臂中點，三相永磁同步電機M1的三相繞組分別通過晶閘管連接其中三個逆變器橋臂的中點，三相永磁同步電機M2的三相繞組分別通過晶閘管連接另外三個逆變器橋臂的中點，三相永磁同步電機M1的三相繞組分別與三相永磁同步電機M2的三相繞組之間連接有一個晶閘管；

其中控制器包括電流傳感器、速度傳感器以及依次相連的速度調節模塊、第一PI控制器、電流調節模塊、第二PI控制器、第一abc/dq變換模塊、容錯控制模塊和PWM產生單元；

電流傳感器通過第二abc/dq變換模塊連接至電流調節模塊，電流傳感器用于采集兩個三相永磁同步電機的三相電流信號，通過第二abc/dq變換模塊得到交軸反饋電流i_q1、i_q2和直軸反饋電流i_d1、i_d2并傳送至電流調節模塊；

速度傳感器連接于速度調節模塊和第一abc/dq變換模塊，速度傳感器用于采集兩個三相永磁同步電機的速度信號和轉角信號，并分別傳送至速度調節模塊和第一abc/dq變換模塊；

第一abc/dq變換模塊連接于容錯控制模塊，容錯控制模塊連接于PWM產生單元，PWM產生單元連接于逆變器橋臂，用于傳送功率開關管的控制信號。

進一步的，雙電機容錯逆變器包括并聯在公共的直流電源上的逆變器橋臂A、逆變器橋臂B、逆變器橋臂C、逆變器橋臂D、逆變器橋臂E和逆變器橋臂F；三相永磁同步電機M1的第一相繞組A1通過晶閘管V1與逆變器橋臂A的中點相連；三相永磁同步電機M1的第二相繞組B1通過晶閘管V2與逆變器橋臂B的中點相連；三相永磁同步電機M1的第三相繞組C1通過晶閘管V3與逆變器橋臂C的中點相連；

三相永磁同步電機M2的第一相繞組A2通過晶閘管V4與逆變器橋臂D的中點相連；三相永磁同步電機M2的第二相繞組B2通過晶閘管V5與逆變器橋臂E的中點相連；三相永磁同步電機M2的第三相繞組C2通過晶閘管V6與逆變橋臂F的中點相連。