[發明專利]雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110576968.9
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN115412003A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 吳立建;易佳力;張正翔;戚振亞;呂強;李聽斌;鄭文鵬;章懰
• 申請（專利權）人: 浙江大學;上海微電機研究所（中國電子科技集團公司第二十一研究所）
• 主分類號: H02P29/024
• 分類號: H02P29/024;H02P29/028;H02P21/14;H02P21/22;H02P25/22
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;張冉

本發明公開了一種雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法及系統。雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法包括以下步驟：在根據定轉子的d軸和q軸參考電流對雙電樞磁通切換電機進行解耦矢量控制的過程中，若檢測到所述定子繞組和/或所述轉子繞組斷路，則對斷路繞組對應的相電流進行補償；分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新，以使得雙電樞磁通切換電機的輸出轉矩在繞組斷路前后維持不變。本發明通過重新分配定轉子電流使得雙電樞磁通切換電機的輸出轉矩在繞組斷路前后維持不變，能夠避免繞組斷路導致電機輸出轉矩波動較大影響電機壽命的問題，另外，在繞組斷路時對相電流進行補償的算法具有良好的動態性能和穩態精度。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，特別涉及一種雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法及系統。

背景技術

磁通切換電機，也可以稱為開關磁鏈電機或開關磁通電機，是一種永磁體勵磁電機，具有永磁電機功率密度高、效率高等優點，被廣泛應用在電動汽車、航空航天、醫療和機器人等領域。最近研究提出的雙電樞磁通切換電機是在傳統磁通切換電機的基礎上，額外在電機轉子上增加一套繞組，因此具有更高的功率密度以及更強的容錯運行能力。

雙電樞磁通切換電機的定子和轉子上都有繞組，定子繞組和轉子繞組都可能出現單相斷路故障。在單相斷路故障情況下運行時，雙電樞磁通切換電機的輸出轉矩會存在較大的波動，從而影響電機的壽命。因此，對如何抑制單相斷路故障下的轉矩波動進行研究，具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中雙電樞磁通切換電機在單相斷路故障情況下運行時存在輸出轉矩波動大影響電機壽命的缺陷，提供一種雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法及系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明的第一方面提供一種雙電樞磁通切換電機的容錯控制方法，所述雙電樞磁通切換電機包括定子繞組和轉子繞組，所述容錯控制方法包括以下步驟：

在根據定轉子的d軸和q軸參考電流對所述雙電樞磁通切換電機進行解耦矢量控制的過程中，若檢測到所述定子繞組和/或所述轉子繞組斷路，則對斷路繞組對應的相電流進行補償；

分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新，以使得所述雙電樞磁通切換電機的輸出轉矩在繞組斷路前后維持不變。

可選地，所述分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新的步驟具體包括：

根據所述雙電樞磁通切換電機的總銅耗分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新；或者，

根據所述斷路繞組的銅耗分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新；或者，

根據斷路繞組中健全相電流的幅值分別對定轉子的d軸和q軸參考電流進行更新。

可選地，所述若檢測到所述定子繞組斷路，則對斷路繞組對應的相電流進行補償的步驟具體包括：

若檢測到定子單相繞組斷路且不存在定子三次諧波磁鏈，則在定子相電流中注入零序電流；

若檢測到定子單相繞組斷路且存在定子三次諧波磁鏈，則在定子相電流中注入零序電流和三次諧波電流。

可選地，所述若檢測到所述轉子繞組斷路，則對斷路繞組對應的相電流進行補償的步驟具體包括：

若檢測到轉子單相繞組斷路且不存在轉子三次諧波磁鏈，則對轉子基波旋轉平面的電流中的二次諧波進行抑制；

若檢測到轉子單相繞組斷路且存在轉子三次諧波磁鏈，則在轉子相電流中注入三次諧波電流。

可選地，所述根據定轉子的d軸和q軸參考電流對所述雙電樞磁通切換電機進行解耦矢量控制的步驟具體包括：

獲取所述雙電樞磁通切換電機的定轉子電流；