[發(fā)明專利]單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110270670.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN112994562B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶龍;朱天翔;梁樑;楊勇;金雷;胡薇;王寧;宋天涯;丁建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥恒大江海泵業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/18;H02P6/10;H02P25/022;H02P29/028;H02P5/74;H02P27/12;H02P25/18
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明公開了單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法，用于解決永磁同步電機(jī)故障后轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過大、發(fā)熱嚴(yán)重以及雙電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)不變?cè)砬蟪龉收想姍C(jī)容錯(cuò)運(yùn)行下正常相的電流與電壓；根據(jù)兩個(gè)電機(jī)端口電壓相等可以求出正常電機(jī)的相電壓與故障電機(jī)正常相的電壓之間的壓降；將故障電機(jī)的中性線引出，串聯(lián)電阻電感元器件，接入與故障相對(duì)應(yīng)的逆變器的輸出端，根據(jù)電壓和電流關(guān)系，確定串入電路中元件的參數(shù)；若故障電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化，調(diào)整故障電機(jī)的電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，本發(fā)明滿足單逆變器驅(qū)動(dòng)下正常電機(jī)和故障電機(jī)共同穩(wěn)定運(yùn)行，且不需要用輔助橋臂和分裂電容器，降低了成本，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，涉及電機(jī)容錯(cuò)控制技術(shù)，具體是單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法。

背景技術(shù)

在大型工業(yè)生產(chǎn)、軌道交通、龍門起重機(jī)等場(chǎng)合，為降低成本，常采用雙電機(jī)或多電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的方式。常見的多電機(jī)系統(tǒng)是由多組單機(jī)系統(tǒng)組成，每一臺(tái)電機(jī)連接一個(gè)逆變器。然而，這種方式使得電力電子元件的數(shù)量也隨之增加，系統(tǒng)將變得十分笨重。目前有一種方法是只使用一臺(tái)三相逆變器給兩臺(tái)甚至多臺(tái)永磁同步電機(jī)同時(shí)供電，這樣可以極大減少電力電子元件的數(shù)量，系統(tǒng)的體積和尺寸也隨之減小，成本降低。

由于環(huán)境的惡劣、供電不穩(wěn)等問題，容易造成電機(jī)繞組開路故障，這也是電機(jī)常見的故障之一，雙電機(jī)系統(tǒng)也增大了這種故障的概率。一旦電機(jī)發(fā)生繞組開路故障，會(huì)造成非故障相電流極具增加，電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增大，電機(jī)控制性能降低，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能會(huì)燒毀電機(jī)。

目前，關(guān)于電機(jī)容錯(cuò)運(yùn)行的研究都是針對(duì)單電機(jī)系統(tǒng)，由于故障電機(jī)與正常電機(jī)并聯(lián)，這些方式都不能直接應(yīng)用在單逆變器雙電機(jī)系統(tǒng)中。因此針對(duì)單逆變器雙電機(jī)系統(tǒng)，本發(fā)明提出了一種單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法，這種方法可以滿足單逆變器驅(qū)動(dòng)下正常電機(jī)和故障電機(jī)共同穩(wěn)定運(yùn)行，而且不需要用輔助橋臂和分裂電容器，降低了成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為此，我們提出單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法，該方法可以滿足單逆變器驅(qū)動(dòng)下正常電機(jī)和故障電機(jī)共同穩(wěn)定運(yùn)行，而且不需要用輔助橋臂和分裂電容器，降低了成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為：

(1)如何解決現(xiàn)有永磁同步電機(jī)故障后轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過大、發(fā)熱嚴(yán)重以及雙電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

單逆變器驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)繞組開路故障容錯(cuò)方法，方法包括以下具體步驟：

步驟一，根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)不變?cè)砬蟪龉收想姍C(jī)容錯(cuò)運(yùn)行下正常相的電流與電壓；

步驟二，根據(jù)兩個(gè)電機(jī)端口電壓相等求出正常電機(jī)的相電壓與故障電機(jī)正常相的電壓之間的壓降；

步驟三，將故障電機(jī)的中性線引出，串聯(lián)電阻電感元器件，接入與故障相對(duì)應(yīng)的逆變器的輸出端，根據(jù)電壓和電流關(guān)系，確定串入電路中元件的參數(shù)；

步驟四，若故障電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化，調(diào)整故障電機(jī)的電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述步驟三中關(guān)于將故障電機(jī)的中性線引出，串聯(lián)電阻電感元器件的設(shè)計(jì)，其方法為：

若電機(jī)a相出現(xiàn)斷路故障，電機(jī)故障后，通過引出中性線串聯(lián)元器件接入逆變器輸出A相，所串聯(lián)的阻抗值相量表示為：

式中：ω_e為電機(jī)轉(zhuǎn)速，為電機(jī)永磁體磁通，M為繞組互感：

進(jìn)一步地，所述步驟四中，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化后，電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為：