[发明专利]六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法

权利要求书

1.一种六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法，其特征在于:该方法在六相电机单相断相后，将剩余相磁动势分解为正序旋转分量和负序旋转分量，进而消除合成磁动势中的负序合成分量，使定子合成磁动势近似为圆形旋转磁动势；

本方法设A₁绕组空间轴线作为空间坐标原点，并选择使A₁相电流达到最大值的瞬间作为时间坐标零点，这里假设C₁相绕组断相；当六相电机A₁相绕组断相时，使C₁相绕组电流的相位角滞后B₁相60°电角度；当B₁相绕组断相时，使C₁相绕组电流的相位角超前A₁相60°电角度；当C₁相绕组断相时，使B₁相绕组电流的相位角滞后A₁相60°电角度；当A₂相绕组断相时，使C₂相绕组电流的相位角滞后B₂相60°电角度；当B₂相绕组断相时，使C₂相绕组电流的相位角超前A₂相60°电角度；当C₂相绕组断相时，使B₂相绕组电流的相位角滞后A₂相60°电角度。

2.根据权利要求1所述的六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法，其特征在于:基于快速查表法，无需复杂的相角计算，有效地提高响应速度和容错能力。

3.根据权利要求1所述的六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法，其特征在于:本方法设A₁绕组空间轴线作为空间坐标原点，并选择使A₁相电流达到最大值的瞬间作为时间坐标零点，这里假设C₁相绕组断相；

六相绕组看成两套三相绕组，即三相绕组{A₁、B₁、C₁}，和三相绕组{A₂、B₂、C₂}；当六相永磁同步电机C₁相绕组出现断相故障时，即i_C1＝0，剩余五相继续工作，其中A₂、B₂、C₂三相看成一套三相绕组，能够产生圆形旋转磁动势，不存在负序分量；而A₁、B₁两相绕组产生椭圆形旋转磁动势，存在负序分量；所以通过调整A₁、B₁两相的电流相位角来消除磁动势中的负序分量；

选择使A₁相电流达到最大值的瞬间作为时间坐标零点时；A₁相绕组的电流为：

令B₁相绕组电流的相位角为x，所以B₁相绕组的电流为：

当绕组断相时，绕组空间位置无法改变，依然是B₁相绕组轴线在空间上滞后A₁相120°，所以，A₁、B₁两相绕组的磁动势为：

式中，为每相绕组磁动势基波幅值；

分别将A₁、B₁两相绕组的磁动势分解成正序分量和负序分量，得

将A₁、B₁两相绕组的磁动势相加得到两相绕组的合成磁动势为：

其中，磁动势中的负序合成分量为：

在一相断相时，为了实现转矩波动的最小化，令负序分量为零，从而求得一相断相时，转矩波动最小所需的B₁相绕组电流的相位角；所以

解得x＝60°，所以B₁相绕组电流的相位角为60°；

通过以上公式推导得出，当六相永磁同步电机C₁相绕组断相时，调整B₁相绕组电流的相位角滞后A₁相60°电角度，能够消除磁动势中存在的负序分量，降低转矩波动；

同理得到，当A₁相绕组断相时，使C₁相绕组电流的相位角滞后B₁相60°电角度，当B₁相绕组断相时，使A₁相绕组电流的相位角滞后C₁相60°电角度，或使C₁相绕组电流的相位角超前A₁相60°电角度，从而消除磁动势中的负序分量；在计算过程中，仍然以A₁绕组空间轴线作为空间坐标原点，并选择使A₁相电流达到最大值的瞬间作为时间坐标零点，并保证断相所在相组剩余两相的超前相绕组电流时间相位不变，以此推算滞后相需要调整的时间相位角。