[發明專利]開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制SVPWM生成方法

有效

• 申請號: 201911036338.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110729935B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 陳益廣;劉波
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/12;H02P29/028
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制SVPWM生成方法，其特征在于：

開繞組五相永磁同步電機定子二相靜止αβ坐標系、基波復平面的實軸和虛軸、及發生斷路故障的A相繞組軸線的位置關系為：開繞組五相永磁同步電機定子二相靜止αβ坐標系的α軸和β軸分別與基波復平面的實軸和虛軸重合，定子二相靜止αβ坐標系的α軸與發生斷路故障的A相繞組軸線重合；

開繞組五相永磁同步電機定子三次諧波二相靜止α₃β₃坐標系與三次諧波復平面的實軸和虛軸的位置關系為：開繞組五相永磁同步電機定子三次諧波二相靜止α₃β₃坐標系的α₃軸和β₃軸分別與三次諧波復平面的實軸和虛軸重合，且α軸與α₃軸重合，且將β₃軸命名為z軸；

開繞組五相永磁同步電機的A相繞組發生斷路故障時，依據開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制策略給出四個電壓指令，包括：基波復平面二相靜止αβ坐標系α軸電壓指令和β軸電壓指令三次諧波復平面z軸電壓指令以及零序電壓指令

由基波復平面二相靜止αβ坐標系α軸電壓指令和β軸電壓指令得到基波空間電壓矢量指令即

其中，U^*為基波空間電壓矢量指令的模，θ為在基波復平面上基波空間電壓矢量指令與α軸間的空間電角度，當基波空間電壓矢量指令從α軸位置開始逆時針旋轉時，基波空間電壓矢量指令與α軸間的空間電角度θ從0開始增大；

將基波復平面平分為12個扇區，每個扇區空間占據30°角度，具體劃分如下：0°～30°為第I扇區，30°～60°為第II扇區，60°～90°為第III扇區，90°～120°為第IV扇區，120°～150°為第V扇區，150°～180°為第VI扇區，180°～210°為第VII扇區，210°～240°為第VIII扇區，240°～270°為第IX扇區，270°～300°為第X扇區，300°～330°為第XI扇區，330°～360°為第XII扇區；

當基波空間電壓矢量指令處于12個扇區中的某一個扇區，為了產生基波空間電壓矢量指令選擇這一扇區相對應的5個空間電壓矢量進行合成，并依據開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制策略給出的四個電壓指令，在每一個控制周期內分配所述的該扇區相對應的5個空間電壓矢量的作用時間，從而生成兩套五相全橋逆變器的SVPWM脈沖控制信號實現開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制，達到剩余健康的B、C、D和E四相開繞組電流幅值相等、零序電流近似為0以及穩態時四相開繞組電流聯合產生圓形旋轉基波磁動勢控制效果；當基波空間電壓矢量指令不論處于12個扇區中的哪一個扇區，為了產生基波空間電壓矢量指令選擇這一扇區相對應的5個空間電壓矢量進行合成時，都必須選擇和這2個空間電壓矢量；

開繞組五相永磁同步電機兩套五相全橋逆變器的直流母線電壓為U_DC；

所述每個扇區2個必選的空間電壓矢量和在基波復平面上定子二相靜止αβ坐標系的表達式分別為

其中，和分別是空間電壓矢量在定子二相靜止αβ坐標系α軸和β軸上的投影值，和分別是空間電壓矢量在定子二相靜止αβ坐標系α軸和β軸的投影值，且

空間電壓矢量和在z軸上的投影值分別為和且都為0，即

空間電壓矢量和所產生的零序電壓分別為和且

在12個扇區中，各個扇區內3個方向不相同且幅值最大的空間電壓矢量依次是：第I扇區的和第II扇區的和第III扇區的和第IV扇區的和第V扇區的和第VI扇區的和第VII扇區的和第VIII扇區的和第IX扇區的和第X扇區的和第XI扇區的和第XII扇區的和其中空間電壓矢量由第I扇區和第XII扇區共用，空間電壓矢量由第III扇區和第IV區共用，空間電壓矢量由第VI扇區和第VII扇區共用，空間電壓矢量由第IX區和第X扇區共用，在12個扇區中共有32個方向不相同且幅值最大的空間電壓矢量用于開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制；

所述的在12個扇區中用于開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制的32個方向不相同且幅值最大的空間電壓矢量和在基波復平面上定子二相靜止αβ坐標系的表達式分別為

所述的在12個扇區中用于開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制的32個方向不相同且幅值最大的空間電壓矢量和在定子二相靜止αβ坐標系α軸和β軸上的投影值分別為

所述的在12個扇區中用于開繞組五相永磁同步電機A相斷路容錯控制的32個方向不相同且幅值最大的空間電壓矢量和在z軸上的投影值分別為

當基波空間電壓矢量指令處于第I扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第I扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第II扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第II扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第III扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第III扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第IV扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第IV扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第V扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第V扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第VI扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第VI扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第VII扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第VII扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第VIII扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第VIII扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第IX扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，對第IX扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量應該分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第X扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第X扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第XI扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第XI扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系

當基波空間電壓矢量指令處于第XII扇區時，依據控制系統給出的和四個電壓指令，在每一個控制周期T_s，控制系統對第XII扇區內所選取的和這5個空間電壓矢量分配的作用時間分別為和和與T_s、和間滿足下式關系