[发明专利]偏置60度六相永磁同步电机缺一相容错型转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种偏置60度六相永磁同步电机缺一相容错型转矩控制方法。

背景技术

目前直接转矩控制策略在多相电动机对称平衡绕组情况有了较为详细研究，并且取得了较为丰富的研究成果。文献研究表明采用直接转矩控制后，多相电机驱动系统具有强的转矩控制能力。

 虽然文献对多相电动机对称平衡绕组无故障情况直接转矩控制策略进行了一定研究，但当绕组或逆变器故障时直接转矩控制容错策略研究还很少，尤其是在多相永磁同步电动机方面还未见有研究成果出现。

对于应用于军舰及潜艇推进系统、宇航推进系统、电动/混合燃料汽车驱动、电力机车牵引等领域的多相电动机直接转矩控制驱动系统，能否由对称平衡绕组运行状态，通过故障在线判断方式，连续安全过渡至容错运行状态对整个牵引及推进系统连续高可靠运行尤为重要。从公开文献可见，现有的控制技术还远未达到该控制要求，究其主要原因在于多相电动机直接转矩控制容错时基本理论还没有真正建立起来。即使，学者们试图直接套用多相电动机对称平衡绕组时直接转矩控制方法对绕组或逆变器桥臂故障容错运行进行了初步的仿真或实验研究，但从公开资料可见所基于的理论是很不健全的，且转矩控制脉动较大。所以，将对称平衡绕组无故障时直接转矩控制理论直接应用于绕组或逆变桥故障状态显然不合适，达不到应有的电磁转矩控制效果及优越的稳态运行性能，必须对多相电动机容错型直接转矩控制理论进行重新建立。

虽然学者们已经试图开始对多相感应电动机直接转矩控制容错理论进行研究，但对多相永磁同步电动机直接转矩控制容错理论的研究还未见任何文献公开。由于永磁同步电动机中不存在转差，所以多相感应电动机容错型直接转矩控制理论无法应用于多相永磁同步电动机中，迫切需要对多相永磁同步电动机容错型直接转矩控制理论进行创新性研究，以进一步提高多相永磁同步电动机直接转矩控制驱动系统的可靠性，切实满足军舰及潜艇推进系统、宇航推进系统、电动/ 混合燃料汽车驱动、电力机车牵引等关键领域对电动机驱动系统高可靠性要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏置60度六相永磁同步电机缺一相容错型转矩控制方法,该方法能解决偏置60度六相永磁同步电机直接转矩控制驱动系统在电机一相断路或逆变桥一相故障后继续运行的难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

     一种偏置60度六相永磁同步电机缺一相容错型转矩控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，采集剩余健康相B~F电流                                                及转子位置角；

第二步，利用公式1中T5正交变换矩阵，将剩余健康五相电流变换为αβ坐标中及零序轴系中：

                      （公式1）

    ；

第三步，利用公式8及计算虚拟定子电流：

                                          （公式8）

其中为虚拟定子磁链，为虚拟转子磁链，为定子磁链，

为定子电流，为转子磁链，为相绕组电感；

    ，；

第四步，利用公式9、、虚拟转子磁链及转子位置角计算出虚拟定子磁链：

                   （公式9）

其中，，、分别为主磁路的直、交轴电感，、，为永磁体耦合到相绕组磁链幅值；

第五步，判断虚拟定子磁链矢量所处αβ平面扇区编号；

第六步，根据虚拟定子磁链及虚拟定子磁链幅值给定，经磁链滞环比较器，输出控制虚拟定子磁链幅值的变量：

    ；

第七步，利用公式10、及计算电磁转矩：

                                         （公式10）

其中为电机磁极对数，可以从电机铭牌上得到；

第八步，将电磁转矩及其给定值，送给转矩滞环比较器，输出控制电磁转矩变量τ：

    ，其中为转矩滞环环宽；

第九步，将αβ平面中定子电流送给零序电流给定环节，输出对应的零序电流给定值，并将及实际零序电流送给零序电流误差计算环节，输出零序电流误差矢量：

    ；