[发明专利]基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法

权利要求书

1.一种基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：（1）将n相电机看做一个整体，将电机中的各个变量分成参与机电能量转换的α-β平面中以及与机电能量转换无关的其它平面中建立十二相永磁同步电机的模型；（2）根据总磁势不变原则，保持系统解耦变换阵不变，得到十二相电机缺相运行时最大转矩输出方式下剩余各相电流的表达式；（3）将各相电流表达式进行静止坐标变换之后就可以计算出相应的谐波子平面需要注入电流的大小。

2.根据权利要求1所述的基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法，其特征是：所述的建立十二相永磁同步电机的模型的具体过程为：定子由四套Y型连接的三相对称绕组组成，A₁B₁C₁为第一套绕组，A₂B₂C₂为第二套绕组，A₃B₃C₃为第三套绕组，A₄B₄C₄为第四套绕组，且四套绕组在空间上相差15°电角度，十二相电机的四套绕组采用隔离中性点星型连接方式，则电流满足：

（2）

3.根据权利要求1所述的基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法，其特征是：所述的根据总磁势不变原则，保持系统解耦变换阵不变，得到十二相电机缺相运行时最大转矩输出方式下剩余各相电流的表达式的具体过程为：设A_1、C₃相开路，十二相电机定子总磁势可以表示为：

（16）

式中，为绕组空间电角度，

为每相绕组匝数；

以B₁相为例，其绕组函数为十二相电机正常运行时各相电流为：

（17）

式中，为十二相电机正常运行时的电流幅值；

为A₁相电流的相角。

将式（17）带入到式（16）中可以得到十二相电机正常运行时的总磁势为：

（18）

以A₁相与C₃相正交两相开路时为例， 对比式（16）和式（17），为了得到相同的合成磁势，剩余十相电流必须满足：

（19），

将各相电流表示程如下形式：

（20）

将式（20）带入到式（19）中，将实部和虚部分离，可以得到：

（21），

除了式（21）外，各相电流还需要满足其他约束条件：

（22）

4.根据权利要求1所述的基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法，其特征是：所述的将各相电流表达式进行静止坐标变换之后就可以计算出相应的谐波子平面需要注入电流的大小得具体过程为：以输出最大转矩为优化目标，则需要尽量减小相电流的最大幅值，其目标函数可表示为：

（23）

采用MATLAB最优化工具箱中的最小最大值计算函数fminimax来得到满足条件的数值解，即各相电流的表达式为：

（24）

式中，为十二相电机正常运行时的电流幅值；

为A₁相电流的相角；

对静止坐标系下的电流进行矢量空间变换，就可以计算出相应的谐波子平面需要注入电流的大小，其应该满足的条件如下所示：

（25）

其中，、为基波子平面电流；

、为五次谐波子平面电流；

、为七次谐波子平面电流；

、为十一次谐波子平面电流。