[发明专利]六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法

说明书

六相电机断相时转矩波动最小化容错控制方法,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。本发明是利用消除定子合成磁动势中负序分量，以削弱断相时转矩波动为目标的容错控制方法。在六相永磁同步电机发生一相绕组断相故障时，通过调整剩余相绕组电流的相位角，使磁动势接近圆形旋转磁动势，从而降低电机的转矩波动。

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别是涉及一种基于定子磁动势中的负序合成分量的容错控制方法，适用于多相电机。

背景技术

随着经济的快速发展，我国的汽车产量持续快速地增长，汽车产量的增长直接导致了我国石油资源的严重消耗和环境的严重污染。而电动汽车的出现在一定程度上缓解了这些问题，与传统燃油汽车相比，电动汽车具有诸多优点，电动汽车驱动电机不仅具有较高的效率，而且在制动时能够转化为发电机运行，从而将汽车运行的动能转化成电能存入蓄电池，大大地提高了能源利用率。

然而电动汽车的主要核心部件是驱动电机，驱动电机的好坏直接决定着电动汽车性能的优劣。所以对电动汽车驱动电机的研究在电动汽车研究领域中占有重要的地位。电动汽车要求驱动电机具有低脉动、高效率、高可靠性等特点。而传统三相永磁同步电机容错能力较差，不适用于高可靠性的场合，因此，多相永磁同步电机引起了研究人员的关注。多相永磁同步电机具有高转矩密度、高效率、高可靠性等优点，在电动汽车驱动系统中具有广阔的应用前景。

作为电动汽车用电机，应该具有较高的安全性和可靠性，多相永磁同步电机在很多方面有着传统三相永磁同步电机无法比拟的优势。在一些对电机连续运行要求苛刻的场合，电机不可避免地会发生一些故障问题，从而会影响整个电机系统的工作运行。电机断相故障是常见且比较严重的故障。当电机出现断相故障时，虽然相对于三相永磁同步电机，六相永磁同步电机仍能输出转矩来维持电动汽车运行，但电机会有很大的波动，又因为电动汽车对电机的要求比较高，所以需要采取一些方法来降低电机的转矩波动。

发明内容

发明目的：针对上述断相时多相永磁同步电机转矩波动问题，结合六相绕组结构特点，本发明提供一种基于定子磁动势中负序合成分量为零的容错方法，其目的是解决以往所存在的问题，它是消除磁动势中的负序分量，使磁动势成为圆形旋转磁动势，从而降低电机的转矩波动。

技术方案：

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。

六相电机断相后，在无法改变绕组各相之间相位角的前提下，利用优化剩余相绕组电流的时间相位角。

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。