[發(fā)明專利]電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111438570.5
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN114157202A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷夢(mèng)勖;萬衡;賈蕓茜;肖丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P27/08;H02M1/32;H02P6/34
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：根據(jù)三相六開關(guān)逆變器構(gòu)建出所述三相六開關(guān)逆變器基本的開關(guān)冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以進(jìn)行三相四開關(guān)逆變器容錯(cuò)控制，所述三相六開關(guān)逆變器包括電容和雙向晶閘管；

S2：通過人工設(shè)置零矢量來進(jìn)行切換時(shí)間的計(jì)算，以所述三相四開關(guān)逆變器對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)矢量控制策略；

S3：根據(jù)所述矢量控制策略搭建仿真模型，運(yùn)行電機(jī)觀察結(jié)果圖中顯示的波形，發(fā)現(xiàn)三相電流與轉(zhuǎn)速短暫波動(dòng)的問題；

S4：探測(cè)直流母線電容中點(diǎn)電壓紊亂的原因，通過補(bǔ)償α軸上電壓矢量的控制方法，以完善仿真波形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法，其特征在于，所述構(gòu)建出所述三相六開關(guān)逆變器基本的開關(guān)冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并進(jìn)行后期的三相四開關(guān)逆變器容錯(cuò)控制具體包括：

逆變器包括A相、B相和C相，在所述A相出現(xiàn)故障的情況下，通過系統(tǒng)重組將所述A相連接到母線的兩個(gè)所述電容中間，保證永磁同步電機(jī)仍按照三相方式運(yùn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法，其特征在于，所述通過人工設(shè)置零矢量來進(jìn)行切換時(shí)間的計(jì)算，以重構(gòu)的三相四開關(guān)對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)矢量控制策略具體包括：

S2.1，根據(jù)以下公式將開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為兩項(xiàng)靜止坐標(biāo)，以此得到相應(yīng)的電壓矢量來重新對(duì)扇區(qū)N進(jìn)行劃分；

上式中，U_α為B相電壓矢量，U_β為C相電壓矢量，S_b、S_c表示開關(guān)通斷狀態(tài)，U_d為直流母線電壓；

S2.2，設(shè)U1、U3為兩個(gè)相反的基本電壓矢量，通過使用U1、U3來代替零矢量，將所述零矢量的作用時(shí)間T₀平分后各自加上原有U1、U3計(jì)算矢量時(shí)間，形成電壓空間矢量分配時(shí)間表，同時(shí)令表中：

上式中，T₁為U1的作用時(shí)間，T₂為U3的作用時(shí)間，T_s為參看電壓矢量U_s的作用時(shí)間；

S2.3，根據(jù)所述分配時(shí)間表確保基本矢量作用順序分配原則，每次只改變其中一相的開關(guān)狀態(tài)，畫出相應(yīng)的七段式SVPWM波形圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述矢量控制策略搭建仿真模型，運(yùn)行電機(jī)觀察結(jié)果圖中顯示的波形，發(fā)現(xiàn)三相電流與轉(zhuǎn)速短暫波動(dòng)的問題具體包括：

搭建模型運(yùn)行仿真，發(fā)現(xiàn)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)中母線的兩個(gè)所述電容電壓并沒有在均分母線電壓后保持穩(wěn)定，反而后期產(chǎn)生了震蕩波動(dòng)，兩者之間的電壓差甚至多次超過母線電壓的1/3，呈現(xiàn)出明顯的電壓不平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致了仿真結(jié)果中出現(xiàn)三相電流短暫紊亂與轉(zhuǎn)速波動(dòng)的現(xiàn)象。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制方法，其特征在于，所述探測(cè)直流母線電容中點(diǎn)電壓紊亂的原因，通過補(bǔ)償α軸上電壓矢量的控制方法，以完善仿真波形具體包括：

針對(duì)直流母線電容中點(diǎn)電壓紊亂的問題，假設(shè)為電容電壓偏移量，各相電壓改變?yōu)槿缦鹿剑?/p>

得到電容所造成的電壓波動(dòng)主要是對(duì)α軸上的電壓矢量產(chǎn)生影響，以通過α軸上電壓矢量補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ种浦悬c(diǎn)電壓紊亂。

6.一種基于永磁同步電機(jī)逆變器容錯(cuò)的矢量控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

第一處理單元，用于將三相六開關(guān)逆變器增加兩個(gè)電容，三個(gè)雙向晶閘管和快速反應(yīng)熔絲，構(gòu)建出所述三相六開關(guān)逆變器基本的開關(guān)冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以進(jìn)行三相四開關(guān)逆變器容錯(cuò)控制；

計(jì)算單元，用于通過人工設(shè)置零矢量來進(jìn)行切換時(shí)間的計(jì)算，以所述三相四開關(guān)逆變器對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)矢量控制策略；

第二處理單元，用于根據(jù)所述矢量控制策略搭建仿真模型，運(yùn)行電機(jī)觀察結(jié)果圖中顯示的波形，發(fā)現(xiàn)三相電流與轉(zhuǎn)速短暫波動(dòng)的問題；

第三處理單元，用于探測(cè)直流母線電容中點(diǎn)電壓紊亂的原因，通過補(bǔ)償α軸上電壓矢量的控制方法，以完善仿真波形。