[发明专利]一种可容错的无刷直流电机驱动控制方法

说明书

本发明属于运动控制技术领域，具体为一种可容错的无刷直流电机驱动控制方法，利用三相桥驱动电路搭建容错驱动控制系统之后进行容错控制，包括进行确定要导通的开关管及电机导通相和确定施加的电压幅值关系，在无刷直流电机三相桥驱动电路基础上，增加一路半桥，将三相无刷直流电机星型连接点引出，并将引出线与增加的一路半桥输出端相连，在相比原系统变化较小的情况下，实现对无刷电机的容错控制。即通过增加冗余配置，使得在电机一相故障，或驱动器一相输出故障时，仅使用电机剩余的两相，实现故障状态下的容错运行。

技术领域

本发明属于运动控制技术领域，具体涉及一种无刷直流电机控制方法。

背景技术

永磁无刷直流电机以其高功率密度、高可靠性、控制简单等优点，在运 动控制领域中得到了广泛的应用。常用的无刷直流电机大都采用三相星型连 接的电枢绕组和二二导通的方式，控制器通过采集Hall传感器信号确定转子 所在扇区，控制驱动电路给三相绕组通电，驱动电机转动。因此，如果电机 一相绕组断路、驱动器侧故障或者电机与驱动器的一相连接断开，则在相应 的扇区无力矩输出，电机无法正常工作。因此，研究无刷电机的容错驱动控 制具有重要的意义。

针对断路故障，目前研究较多的是三相四开关容错逆变器和双绕组无刷 直流电机，但对三相四开关容错逆变器的研究通常针对逆变器侧的故障及其 容错控制，结构及控制复杂，双绕组无刷直流电机容错能力更强，但需要专 门设计的电机，以及两个六开关驱动器，结构复杂，成本较高，在实际系统 应用中受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可容错的无刷直流电机驱动控制方法，实现对无 刷电机的容错控制。

本发明的技术方案如下：

一种可容错的无刷直流电机驱动控制方法，包括具体如下步骤：

1)利用三相桥驱动电路搭建容错驱动控制系统

三相桥驱动电路由三个半桥并联组成，每个半桥由两个MOSFET或两个IGBT串联而成；

T1与T2组成一个半桥，T1与电源正连接，T2与电源地连接，T1与T2连 接处为A点，即该半桥的输出端；T3与T4组成一个半桥，T3与电源正连接， T4与电源地连接，T3与T4连接处为B点，即该半桥的输出端；T5与T6组成 一个半桥，T5与电源正连接，T6与电源地连接，T5与T6连接处为C点，即该 半桥的输出端；

T7与T8串联成一路半桥，该半桥与其他三个半桥并联，T7与电源正相连， T8与电源地相连，T7，T8相连处为N点,即该半桥的输出端；

T1～T8为晶体管；

2)容错控制

2.1)确定要导通的开关管及电机导通相

a)当电机转子位于第1扇区，仅导通T3和T6时，在容错驱动控制系统中， 仅导通T3、T8，仅在电机B相施加电压，使电流由电机B相流入，由N点引 出线流出；

b)当电机转子位于第2扇区，仅导通T3和T2时，在容错驱动控制系统中， 也仅导通T3、T2，仅在电机B相和A相施加电压，使电流由电机B相流入， 由A相流出；

c)当电机转子位于第3扇区，仅导通T2和T5时，在容错驱动控制系统中， 仅导通T2、T7，仅在电机A相施加电压，使电流由N点引出线流入，电机A 相流出；

d)当电机转子位于第4扇区，仅导通T5和T4时，在容错驱动控制系统中， 仅导通T4、T7，仅在电机B相施加电压，使电流由N点引出线流入，电机B 相流出；

e)当电机转子位于第5扇区，仅导通T1和T4时，在容错驱动控制系统中， 也仅导通T1、T4，在电机A、B相施加电压，使电流由A相流入，B相流出；