[发明专利]12/8单绕组无轴承开关磁阻电机容错运行控制方法

说明书

技术领域

本发明公开了12/8单绕组无轴承开关磁阻电机容错运行控制方法，属于开关磁阻电机控制的技术领域。

背景技术

开关磁阻电机定子和转子均为凸极结构，转子无绕组和永磁体，不会出现永磁体高温退磁问题；定子上绕有集中式绕组，使得绕组端部较短，电机运行时热能损耗主要集中于定子，冷却方便。因其结构坚固、容错性强、控制简单、可靠性高等优点，适合于高速和恶劣条件下的运行，其应用领域覆盖了电动汽车、船舶、纺织机械等诸多场合，并在航空航天等高速场合具有独特优势。

随着现代科技的发展，各种应用场合对电力驱动系统的要求日益严苛，体积小、重量轻、功率密度高的高速电机越来越得到人们的关注。电机转速向高速、超高速不断迈进，不仅可提高电机的功率密度，还可减少系统的体积重量。然而高转速不可避免地加剧了转轴与轴承之间的摩擦，引起发热和磨损，减少了轴承寿命，严重时可能导致电机无法正常运转，设备的可靠性无法得到保证。这一系列的问题限制了高速及超高速电机的进一步发展。

无轴承开关磁阻电机是利用磁轴承与电机定子结构相似性，，在电机定子上增加一套悬浮绕组，使其成为同时具备旋转和自悬浮的一种新型电机。为实现磁悬浮功能，双绕组无轴承开关磁阻电机额外增加一套悬浮绕组，这增加了电机设计与装配的复杂性，同时也涉及到磁场叠加控制。而单绕组电机的制造和加工与普通电机相同，从而可降低电机的加工难度。普通开关磁阻电机经过适当改造加上相应的控制策略就可转换为无轴承开关磁阻电机，相应的成本也就低很多。为此，学者们开始研究单绕组无轴承开关磁阻电机悬浮技术。

无轴承开关磁阻电机虽具备开关磁阻电机的各项优点，但悬浮力的产生使得电机需更复杂的磁场控制，因此无轴承开关磁阻电机的容错控制不能简单的复制和移植传统开关磁阻电机的容错控制方法。研究无轴承电机的容错性能可提高系统可靠性，从而推动其实用化进程。故需选用合适的控制策略以保证绕组故障后电机的稳定悬浮及电磁转矩的输出，为单绕组无轴承开关磁阻电机的可靠性研究提供参考，研究意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了12/8单绕组无轴承开关磁阻电机容错运行控制方法。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

12/8单绕组无轴承开关磁阻电机容错运行控制方法，包括如下步骤：

步骤1，在故障相绕组的二自由度坐标系内建立12/8单绕组无轴承开关磁阻电机数学模型：