[发明专利]一种双永磁同步电机容错逆变器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种双永磁同步电机容错逆变器及其控制方法，包括三相永磁同步电机M1和M2，以及均并联在公共的直流电源上的六个逆变器桥臂以及一个电容桥臂，M1和M2的三相绕组均分成两路，其中一路分别通过快速熔断保险丝与逆变器桥臂的中点一一对应相连，另一路分别连接双向晶闸管，双向晶闸管同时与电容桥臂的中点相连；M1和M2的三相绕组端口处均设置电压传感器，电压传感器同时与控制器相连，控制器同时与双向晶闸管和逆变器桥臂相连。本发明能够从并联的两组三相六开关逆变器转变为双三相十开关或者双三相八开关逆变器的工作方式，保证在单逆变器单个逆变器桥臂或者双逆变器中都有一相桥臂出现故障时双电机逆变器能持续安全可靠工作。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种双永磁同步电机容错逆变器及其控制方法。

背景技术

在列车、电动汽车和其他工业领域中经常需要两台电机协调工作。这些电机通常运行在不同的速度并拖动不同的负载，所以需要实现各电机的独立控制。然而驱动系统中的功率变换器是最易发生故障的薄弱环节，在高安全系统中，如舵机、燃油泵、线控制动系统等，使功率变换器具有容错能力，以保障多机传动系统的连续运行并提高系统的可靠性显得尤为重要。

传统的双永磁同步电机的控制方法是采用两组三相六开关逆变器并联的拓扑结构，然而，当传统的双永磁同步电机逆变器出现一组逆变器单个逆变器桥臂故障或者两组逆变器都出现单个逆变器桥臂故障时，整个驱动系统将立即失去运行能力，这在连续运行能力要求高的应用场合将造成灾难性后果。双永磁同步电机容错逆变器能够实现系统在出现以上两种故障情况下驱动系统的重构，以使得故障系统能够快速恢复运行，提高系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种双永磁同步电机容错逆变器及其控制方法，能够增强双三相永磁同步电机系统的可靠性和安全性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括控制器、三相永磁同步电机M1、三相永磁同步电机M2，以及均并联在公共的直流电源上的六个逆变器桥臂以及一个电容桥臂，

其中，三相永磁同步电机M1和三相永磁同步电机M2的三相绕组均分成两路，其中一路分别通过快速熔断保险丝与逆变器桥臂的中点一一对应相连，另一路分别连接双向晶闸管，双向晶闸管同时与电容桥臂的中点相连；

三相永磁同步电机M1和三相永磁同步电机M2的三相绕组端口处均设置电压传感器，电压传感器同时与控制器相连，控制器同时与双向晶闸管和逆变器桥臂相连。

进一步地，逆变器桥臂均由两个串联的功率开关管组成。

进一步地，功率开关管均采用IGBT或MOSFET。

进一步地，电容桥臂L7由两个串联的电容组成。

一种如上所述双永磁同步电机容错逆变器的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：对系统进行初始化，分别采集三相永磁同步电机M1和三相永磁同步电机M2的霍尔信号以及两组三相电流信号ia、ib、ic、iu、iv和iw；

步骤二：将霍尔信号解析为电机转子的位置信号θ1和θ2以及反馈速度w1和w2，将位置信号θ1和θ2送到dq/abc变换单元和abc/dq变换单元；