[发明专利]一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)从电机主电路采集相电流i_a、i_b、i_c、i_e、i_f、i_g，对电机进行初始位置检测，从电机编码器上采集信号，送入控制器进行处理，得出转速n和转子位置角θ；

(2)将采集的相电流i_a、i_b、i_c、i_e、i_f、i_g经跟随、滤波、偏置和A/D转换，然后进行帕克变换，得到两相旋转坐标系下的第一定子的d轴电流i_d和第二定子的d轴电流i′_d、第一定子的q轴电流i_q和第二定子的q轴电流i′_q；

(3)用给定转速n^*减去编码器实测转速n，得到的转速偏差△n输入速度调节器，经比例积分运算后得到转矩参考值T_e^*，将转矩参考值T_e^*、母线电压U_dc、第一定子的d轴电流i_d和第二定子的d轴电流i′_d、第一定子的q轴电流i_q和第二定子的q轴电流i′_q、编码器实测转速n和给定转速n^*输入电流分配器，根据电流判断故障状态，当轴向磁场磁通切换永磁电机控制系统状态正常时，进入步骤4)，当轴向磁场磁通切换永磁电机控制系统发生故障时，进入步骤5)；

(4)采用i_d＝0控制策略，电流分配器按照如下电流分配方案输出电流：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{dref}=0\\ i_{dref}=-\frac{2}{3}\[I_m\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+I_m\cos (\mathrm{\θ}-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ +I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\]\\ i_{dref}^{\′}=0\\ i_{qref}^{\′}=-\frac{2}{3}\[I_m\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ +I_m\cos (\mathrm{\θ}+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\sin (\mathrm{\θ}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\]\end{array}\right.$

其中，i_dref为第一定子的d轴电流参考值，i′_dref为第二定子的d轴电流参考值，i_qref为第一定子的q轴电流参考值，i′_qref为第二定子的q轴电流参考值；I_m为相电流幅值，θ为相位角；

(5)继续保持i_d＝0，进行容错控制，电流分配器按照如下电流分配方案输出电流：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_d=0\\ i_q=-\frac{2\sqrt{6}}{3}{I}_m\[\cos (\mathrm{\θ}-4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}-\frac{4\mathrm{\π}}{5})\\ +\cos (\mathrm{\θ}+4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}+\frac{4\mathrm{\π}}{5})\]\\ i_d^{\′}=0\\ i_q^{\′}=-\frac{1}{3}{I}_m\[(5-\sqrt{6})\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}+\sqrt{6}\cos (\mathrm{\θ}-4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}-\frac{4\mathrm{\π}}{5})\\ +\sqrt{6}\cos (\mathrm{\θ}+4\mathrm{\π}/5)\sin (\mathrm{\θ}+\frac{4\mathrm{\π}}{5})\]\end{array}\right.$

(6)用电流分配器所产生的第一定子的d轴电流参考值i_dref减去步骤(2)中的第一定子的d轴电流i_d得到电流偏差△i_d，用第二定子的d轴电流参考值i′_dref减去步骤(2)中的第二定子的d轴电流i′_d得到电流偏差△i′_d，用第一定子的q轴电流参考值i_qref减去步骤(2)中的第一定子的q轴电流i_q得到电流偏差△i_q，用第二定子的q轴电流参考值i′_qref减去步骤(2)中的第二定子的q轴电流i′_q得到电流偏差△i′_q，将第一定子的d轴电流偏差△i_d和第二定子的d轴电流偏差△i′_d分别输入d轴电流调节器进行比例积分运算，得到第一定子的d轴电压u_d和和第二定子的d轴电压u′_d，将第一定子的q轴电流偏差△i_q和第二定子的q轴电流偏差△i′_q分别输入q轴电流调节器进行比例积分运算，得到第一定子的q轴电压u_q和第二定子的q轴电压u′_q，然后对所述第一定子的d轴电压u_d、第二定子的d轴电压u′_d和第一定子的q轴电压u_q、第二定子的q轴电压u′_q共同进行旋转正交-静止两相变换后，得到静止两相坐标系下第一定子的α轴电压u_α、第二定子的α轴电压u′_α和第一定子的β轴电压u_β、第二定子的β轴电压u′_β，将所述α轴电压u_α、u′_α和β轴电压u_β、u′_β分别输入脉冲宽度调制模块，运算输出12路脉冲宽度调制信号，驱动主功率变换器。