[发明专利]电励磁双凸极电机失磁故障容错发电系统及其控制方法

权利要求书

1.电励磁双凸极电机失磁故障容错发电系统的控制方法，其特征在于，电励磁双凸极电机失磁故障容错发电系统包括：直流电源、第十一二极管、全桥变换器、电励磁双凸极电机、控制器、不对称半桥变换器、位置传感器、第一分裂电容和第二分裂电容、负载电阻和开关；

所述全桥变换器包括相互并联的第一、二、三桥臂；所述直流电源的正极与第十一二极管的正极连接，直流电源的负极与第一桥臂的负极连接，第十一二极管的负极连接第一桥臂的正极；所述第一分裂电容的负极与第二分裂电容的正极连接构成第四桥臂，连接处为第四桥臂的中点；所述第四桥臂与第三桥臂并联；所述负载电阻与第四桥臂并联，负载电阻两端的电压为输出电压；所述电励磁双凸极电机包括A相、B相、C相绕组和励磁绕组，所述A相、B相、C相绕组的一端依次与全桥变换器的第一、二、三桥臂的中点连接，A相、B相、C相绕组的另外一端相互连接构成中性点，该中性点通过开关与第四桥臂的中点连接；所述励磁绕组与不对称半桥变换器并联，所述控制器采集励磁绕组的励磁电流信息，A相、B相、C相绕组的电流信息，输出电压信息以及电励磁双凸极电机的转子位置信息；并对采集的信息进行处理，产生驱动全桥变换器的驱动信号；

所述全桥变换器包括第一～第六开关管，第一～第六二极管，所述第一～第六开关管依次与第一～第六二极管反向并联，所述第一开关管的发射极与第四开关管的集电极连接构成第一桥臂，连接处为第一桥臂的中点，第一开关管的集电极为第一桥臂的正极，第四开关管的发射极为第一桥臂的负极；第三开关管的发射极与第六开关管的集电极连接构成第二桥臂，连接处为第二桥臂的中点；第五开关管的发射极与第二开关管的集电极连接构成第三桥臂，连接处为第三桥臂的中点；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：控制器检测当前励磁绕组的励磁电流i_f的值，若i_f＞0，则判定为系统没有失磁，并转步骤2；若i_f＝0，则判定为系统失磁，并转步骤3；

步骤2，开关断开，系统通过第一～第六二极管以传统不控整流发电方式进行发电，即通过调节励磁电流大小对系统的输出电压进行闭环控制；具体为：若输出电压低于给定电压，则控制器增大励磁电流；若输出电压高于给定电压，则控制器减小励磁电流；

步骤3：切换至容错运行方式发电，开关闭合，系统以开关磁阻电机发电方式进行发电，并通过对A相、B相、C相绕组的电流进行斩波控制从而实现对输出电压的闭环控制；

所述系统以开关磁阻电机发电方式进行发电的具体方法为：设定电流流向中性点为电流正方向，A相、B相、C相绕组均有正向励磁、正向发电、反向励磁、反向发电四个状态，其中A相、B相、C相绕组的电流由两部分提供，一部分为当前发电相提供，一部分为分裂电容提供；设A相开通角为α，关断角为β，β-α＜120°；

当控制器检测到电机电角度位于(α，β]时，第一开关管导通，此时A相绕组处于正向励磁阶段，C相绕组处于反向发电状态；C相绕组发出的电能一部分经第五二极管和第一开关管给A相绕组励磁，一部分经第五二极管给第一分裂电容供电，其他电能经第二分裂电容和第五二极管给负载电阻供电；

当控制器检测到电机电角度位于(α+120°，β+120°]时，第六开关管导通，此时B相绕组处于反向励磁阶段，A相绕组处于正向发电状态；A相绕组发出的电能一部分经第四二极管和第六开关管给B相绕组励磁，一部分经第四二极管给第二分裂电容供电，其他电能经第一分裂电容和第四二极管给负载电阻供电；

当控制器检测到电机电角度位于(α+240°，β+240°]时，第五开关管导通，此时C相绕组处于正向励磁阶段，B相绕组处于反向发电状态；B相绕组发出的电能一部分经第三二极管和第五开关管给C相绕组励磁，一部分经第三二极管给第一分裂电容供电，其他电能经第二分裂电容和第三二极管给负载电阻供电；

当控制器检测到电机电角度位于(α+360°，β+360°]时，第四开关管导通，此时A相绕组处于反向励磁阶段，C相绕组处于正向发电状态；C相绕组发出的电能一部分经第二二极管和第四开关管给A相绕组励磁，一部分经第二二极管给第二分裂电容供电，其他电能经第一分裂电容和第二二极管给负载电阻供电；

当控制器检测到电机电角度位于(α+480°，β+480°]时，第三开关管导通，此时B相绕组处于正向励磁阶段，A相绕组处于反向发电状态；A相绕组发出的电能一部分经第一二极管和第三开关管给B相绕组励磁，一部分经第一二极管给第一分裂电容供电，其他电能经第二分裂电容和第一二极管给负载电阻供电；

当控制器检测到电机电角度位于(α+600°，720°][0°，β-120°]时，第二开关管导通，此时C相绕组处于反向励磁阶段，B相绕组处于正向发电状态；B相绕组发出电能一部分经第六二极管和第二开关管给C相绕组励磁，一部分经第六二极管给第二分裂电容供电，其他电能经第一分裂电容和第六二极管给负载电阻供电。