[發(fā)明專(zhuān)利]基于逆變器單相故障的開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010372217.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111431453A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 於鋒;霍闖;胡德林;茅靖峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/14
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/14;H02P29/024;H02P29/028
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.基于逆變器單相故障的開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：通過(guò)轉(zhuǎn)速外環(huán)PI控制器獲得參考轉(zhuǎn)矩T_e^ref；

步驟2：從電機(jī)編碼器中獲取開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)的電角度θ和電角速度ω，并利用電流傳感器獲取k時(shí)刻的三相定子電流i_a、i_b和i_c，經(jīng)坐標(biāo)變換后得到k時(shí)刻定子電流的d軸、q軸和零軸分量i_d、i_q和i₀；

步驟3：結(jié)合磁鏈方程和負(fù)載角進(jìn)行磁鏈計(jì)算，得到(k+1)時(shí)刻定子磁鏈d軸、q軸、零軸分量參考值ψ_sd^ref(k+1)、ψ_sq^ref(k+1)、ψ₀^ref(k+1)；

步驟4：根據(jù)逆變器故障類(lèi)型得到故障后的電壓空間矢量狀態(tài)，再根據(jù)故障后的電壓空間矢量狀態(tài)電流預(yù)測(cè)模型并結(jié)合磁鏈方程在線預(yù)測(cè)(k+1)時(shí)刻定子磁鏈的d軸、q軸和零軸分量ψ_sd(k+1)、ψ_sq(k+1)、ψ₀(k+1)；

步驟5：利用(k+1)時(shí)刻磁鏈預(yù)測(cè)值和參考值構(gòu)建價(jià)值函數(shù)，并通過(guò)最小化價(jià)值函數(shù)獲得逆變器最優(yōu)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于逆變器單相故障的開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制方法，其特征在于：所述步驟1中參考轉(zhuǎn)矩T_e^ref獲取方法為：將參考速度與實(shí)際速度的差值e_n輸入轉(zhuǎn)速外環(huán)PI控制器，根據(jù)公式(1)獲得參考轉(zhuǎn)矩T_e^ref；

式中，k_p和k_i分別為轉(zhuǎn)速外環(huán)PI控制器的比例增益和積分增益，s表示復(fù)變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于逆變器單相故障的開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制方法，其特征在于：所述步驟2中電角速度ω獲取方法為：經(jīng)式(2)求電角度θ關(guān)于時(shí)間的微分，得到電角速度ω；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于逆變器單相故障的開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制方法，其特征在于：所述步驟3計(jì)算(k+1)時(shí)刻磁鏈參考值ψ_sd^ref(k+1)、ψ_sq^ref(k+1)、ψ₀^ref(k+1)的方法為：根據(jù)公式(3)獲得負(fù)載角δ和電磁轉(zhuǎn)矩T_e關(guān)系，并且根據(jù)公式(4)對(duì)負(fù)載角δ求導(dǎo)，得到公式(5)負(fù)載角增量Δδ，根據(jù)公式(6)獲得(k+1)時(shí)刻負(fù)載角δ的參考值δ^ref，根據(jù)公式(7)獲得(k+1)時(shí)刻定子磁鏈d軸、q軸參考值ψ_sd^ref(k+1)、ψ_sq^ref(k+1)，再令i₀＝0，然后根據(jù)公式(8)獲得(k+1)時(shí)刻定子磁鏈零軸分量參考值ψ₀^ref(k+1)；

δ^ref＝Δδ+δ (6)

式中，ψ_s為ψ_sd、ψ_sq合成磁鏈ψ_s(k)的幅值，ψ^ref_sd、ψ^ref_sq為定子磁鏈d軸和q軸分量幅值參考值；n_p為極對(duì)數(shù)；L_q為交軸電感；ψ_f1為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈基波分量；ΔT_e為電磁轉(zhuǎn)矩增量；為定子磁鏈幅值參考值；ψ_f3為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈3次諧波分量；θ^ref(k+1)為(k+1)時(shí)刻電機(jī)電角度參考值。