[發明專利]一種雙繞組永磁容錯電機驅動系統的直接轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201911411631.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110943668B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 蔣雪峰;李潔;李運之
• 申請（專利權）人: 南京眾科匯電氣科技有限公司
• 主分類號: H02P21/30
• 分類號: H02P21/30;H02P29/028;H02P27/06
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1.一種雙繞組永磁容錯電機驅動系統的直接轉矩控制方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1：采集雙繞組永磁容錯電機ABC三相繞組電流i_A、i_B、i_C和XYZ三相繞組電流i_X、i_Y、i_Z，對其分別進行坐標變換處理后得到ABC繞組的電流矢量i_s1和XYZ繞組電流矢量i_s2，分別采集母線電壓U_dc1和U_dc2，結合開關狀態A_ABC和S_XYZ進行坐標變換處理后得到對應的電壓矢量U_s1和U_s2；

步驟2：將電流矢量i_s1、i_s2和電壓矢量U_s1、U_s2送入具有自校正功能的定子磁鏈觀測器處理得到校正處理后的電機轉子觀測角度和以及定子磁鏈ψ_s1和ψ_s2，其中和ψ_s1、ψ_s2分別表示為：

ψ_s1＝∫(U_s1-R_s1i_s1)dt+ψ_s01

ψ_s2＝∫(U_s2-R_s2i_s2)dt+ψ_s02

其中，分別為電機ABC繞組和XYZ繞組對應的轉子觀測角度，分別為電機ABC繞組和XYZ繞組對應的轉子初始角度，k_p1、k_i1為電機ABC繞組的調節系數，k_p2、k_i2為電機XYZ繞組的調節系數，s為積分運算，為電機ABC繞組d-q軸定子磁鏈觀測值，為電機XYZ繞組d-q軸定子磁鏈觀測值，ψ_sd01、ψ_sq01為電機ABC繞組d-q軸定子磁鏈初始值，ψ_sd02、ψ_sq02為電機XYZ繞組d-q軸定子磁鏈初始值，R_s1、R_s2分別為ABC繞組和XYZ繞組的電阻，ψ_s01、ψ_s02分別為ABC繞組和XYZ繞組的初始磁鏈；

步驟3：將電流矢量i_s1、i_s2和定子磁鏈ψ_s1、ψ_s2送入轉矩觀測器處理得到電機實際轉矩T_e1、T_e2，將電機轉子觀測角度進行速度計算和極坐標變換得到電機轉子觀測轉速和定子磁鏈位置θ_s1、θ_s2；

步驟4：將電機轉子給定轉速和觀測轉速經過轉速調節器處理得到給定電機ABC繞組和XYZ繞組轉矩

步驟5：將電機給定轉矩與實際轉矩T_e1、T_e2經過轉矩調節器處理得到τ₁、τ₂，τ₁、τ₂分別表示為：

其中，τ₁、τ₂分別為電機繞組ABC和繞組XYZ轉矩調節器輸出，E_m為大于0的判斷閾值；

步驟6：將給定的定子磁鏈幅值|ψ_s1|^*、|ψ_s2|^*和實際的定子磁鏈幅值|ψ_s1|、|ψ_s2|進行磁鏈調節器處理得到φ₁、φ₂，φ₁、φ₂分別表示為：

其中，φ₁、φ₂分別為電機繞組ABC和繞組XYZ的磁鏈調節器輸出；

步驟7：將θ_s1、τ₁、φ₁和θ_s2、τ₂、φ₂分別進行最優開關表進行查表處理得到逆變器的控制變量D_A、D_B、D_C和D_X、D_Y、D_Z，然后通過分別控制逆變器1和逆變器2實現對雙繞組永磁容錯電機的運行控制；

步驟8：當電機系統出現電機繞組或功率管開路和短路故障時，雙繞組永磁容錯電機驅動系統通過故障診斷與容錯處理器實現電機容錯運行。

2.根據權利要求1所述的一種雙繞組永磁容錯電機驅動系統的直接轉矩控制方法，其特征在于雙繞組永磁容錯電機包含十二槽定子和十極表貼式永磁鐵轉子，其中十二槽定子中包含兩套相互獨立且對稱設置的三相集中式隔齒繞制的電樞繞組ABC和繞組XYZ，ABC三相繞組由逆變器1進行驅動，XYZ三相繞組由逆變器2進行驅動。