[发明专利]一种两相永磁同步电机容错系统直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种两相永磁同步电机容错系统直接转矩控制方法，其特征在于，利用两相永磁同步电机容错系统中两相永磁同步电机的参考转速ω^*和计算转速ω得到速度误差e_ω经转速调节器生成参考转矩信号T_e^*，然后将转矩磁链计算单元计算得到的转矩T_e、磁链幅值φ与计算得到的参考转矩信号T_e^*以及给定的参考磁链φ^*信号计算得到转矩偏差和磁链偏差e_T,e_φ，转矩偏差和磁链偏差e_T,e_φ分别经一个滞环调节器得到转矩调节量H_T和磁链调节量H_φ，再利用故障诊断模块确定两相永磁同步电机容错系统故障原因后得到故障信号F_L，联合转矩调节量H_T、磁链调节量H_φ和磁链矢量扇区号N一起送入容错控制模块，根据故障信号F_L确定不同的故障情况，选择不同的开关矢量表确定最终的逆变器开关控制信号V_k，实现两相永磁同步电机容错系统直接转矩控制，具体步骤如下：

S1、速度误差e_ω经转速PI调节器调节后生成参考转矩信号T_e^*；

速度误差e_ω计算如下：

e_ω＝ω^*-ω

参考转矩信号T_e^*计算如下：

其中，K_p为比例常值系数，K_i为积分常值系数；

S2、利用电流传感器检测电枢绕组A和电枢绕组B的相电流I_a,I_b和利用电压传感器检测相电压V_a,V_b，计算两相静止坐标系下的电流I_α,I_β和电压V_α,V_β；

S3、电机定子磁链φ_α,φ_β，磁链幅值φ、磁链角θ和电磁转矩T_e计算如下：

T_e＝1.5p[φ_αI_β-φ_αI_β]

θ＝arctan(φ_β/φ_α)

其中，Rs为电机绕组等效电阻，p为电机极对数；

S4、转矩调节量H_T和磁链调节量H_φ计算如下：

其中，δ₁,δ₂分别为两个滞环控制器的设定容差常数值；

S5、利用四个电流传感器检测电枢绕组A和电枢绕组B四个终端的电流得到逆变器故障信号F_L，然后在容错控制模块中根据不同逆变器故障情况选择不同的开关矢量表生成PWM波，驱动电机保证逆变器在不同故障情况下系统的可持续工作能力，逆变器故障信号F_L如下：

步骤S5完成后，根据计算的磁链角θ和故障信号F_L，分别查询容错逆变器健康运行时的磁链扇区所在扇区查询表和容错逆变器容错运行时的磁链扇区所在扇区查询表，得到容错逆变器健康运行和容错运行所对应的定子磁链矢量所在的扇区号N₁,N₂；容错逆变器健康运行时的磁链扇区所在扇区查询表如下：

容错逆变器容错运行时的磁链扇区所在扇区查询表如下：

根据计算的定子磁链矢量所在的扇区号N₁,N₂、滞环控制器输出值H_T,H_φ、和逆变器故障信号F_L查开关选择表得到驱动逆变器功率开关需要的电压矢量；当F_L＝0时，利用开关选择表I得到驱动逆变器功率开关需要的电压矢量V_m,m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；

当F_L＞0时，利用开关选择表II得到驱动逆变器功率开关需要的电压矢量V_n',n＝0,1,2,3,4,5,6,7；开关选择表I如下：

开关选择表II如下：