[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

说明书

基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法。在定子铜耗最小方式的容错控制方法下各相电流幅值严重不平衡，因此定子铜耗最小方式无法保证最大转矩输出。本发明组成包括：（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。本发明用于基于输出最大转矩的十二相永磁同步电机容错控制方法。

技术领域：

本发明涉及电机控制领域，具体涉及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。

背景技术：

随着电机驱动系统在军事、工业等领域应用的不断拓展，对于飞行器、电动汽车等一些可靠性要求较高的场合，稳定可靠的电机驱动系统尤为重要。通过容错控制来达到系统要求，提高系统可靠性，减少或避免因故障造成的损失成为了保证系统可靠性的关键。因此，永磁电机的高可靠性容错控制方法受到了广泛的关注，适于容错运行是多相电机的重要应用特点，电机驱动系统中的各种开路和短路故障都可以通过硬件隔离等措施转化为电机的缺相故障。因此，目前多相电机的容错控制策略主要集中于缺相运行研究。在定子铜耗最小方式的容错控制方法下各相电流幅值严重不平衡，因此定子铜耗最小方式无法保证最大转矩输出，所以本发明提出了一种新的十二相永磁同步电机容错控制方法，提高了系统的可靠性和容错性并保证了电机输出最大转矩。

发明内容：

本发明的目的是解决定子铜耗最小方式的容错控制方法下各相电流幅值严重不平衡，无法保证最大转矩输出的问题，提供一种提高系统的可靠性和容错性并保证了电机输出最大转矩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。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

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。

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，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）

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，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；