[发明专利]一种六相永磁容错轮缘推进电机拓扑控制方法

说明书

本发明公开了一种六相永磁容错轮缘推进电机拓扑控制方法，该方法结合空间电压矢量脉宽调制方法、将电机的空间电压矢量分散到各个绕组中通过计算各绕组上的空间电压矢量的作用时间从而对电机进行容错控制。该方法可以保证永磁容错轮缘推进电机在故障时正常运行，对比传统直接转矩控制模式，该方法对电机的容错控制更加精细，当电机发生故障时，其转速及转矩脉动与正常时几乎相同，对比传统空间电压矢量控制技术，该方法更为简便，将空间电压矢量划归到每相绕组进行分析，大大减少了计算及分析的过程，可以让电机更加可靠快速的响应。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种六相永磁容错轮缘推进电机拓扑控制方法。

背景技术

目前关于永磁容错电机的控制算法主要应用于双绕组及三相永磁容错电机，其中使用的空间电压矢量以综合空间电压矢量为主，考虑情况较少而永磁容错电机采用全桥驱动拓扑的方式，具有丰富的电压空间矢量，尤其在偏置60°六相永磁容错电机中，其空间电压矢量更是达到了729种之多，控制过程较为复杂，目前国内并没有将永磁容错轮缘推进电机的空间电压矢量分解到每相绕组进行容错控制的方法。除此之外，传统的直接转矩控制往往采用滞环控制的方式，对磁链和转矩采用双滞环控制策略，将对比结果送入开关表中达到对综合空间电压矢量的控制，当电机发生故障时，虽然能够达到容错控制效果，但容错电机在故障下的运行状态很难达到与故障前相匹配的控制效果。具有强容错能力的六相十极永磁容错电机控制方法主要还是对电流进行补偿但其在故障下不进行容错控制策略的切换，控制结果略有瑕疵。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种六相永磁容错轮缘推进电机拓扑控制方法，该方法结合空间电压矢量脉宽调制技术，去掉了传统直接转矩扇区判断的部分，将电机的空间电压矢量分散到各个绕组上去，通过计算各绕组上的空间电压矢量作用时间，实现对电机的容错控制，具体方法为：

当电机处于正常状态时，根据给定转速和实际转速获得给定转矩值、将给定转矩值与实际转矩做差获得电磁转矩误差值，根据电磁转矩误差值获得下一个控制周期定子负载的变化角度、磁链的相位角以及六相坐标系下的各相绕组定子磁链给定幅值；通过与定子磁链的幅值进行对比获得定子磁链的变化量，在忽略定子电阻的情况下获得施加在各相绕组上的非零电压矢量作用时间、进而求得每一相绕组上空间电压矢量的作用时间；

当电机A相发生断路故障时，采用故障相补偿策略将其他正常相对故障相进行补偿：对于故障相缺失的磁链幅值采用正常相的磁链进行补偿。

所述下一个控制周期定子负载的变化角度Δδ采用如下方式获取：

同时根据ψ_β与ψ_α、磁链的相位角θ_s获得六相坐标系下的各相绕组定子磁链给定幅值为：

其中，j为1至6别对应电机的六相，从而获取定子磁链的变化量，ψ_αψ_β代表定子磁链αβ的分量，根据定子磁链的变化量和空间电压矢量幅值u_j采用如下方式获得施加在各相绕组上的非零电压矢量作用时间Δt；

其中在+V_DC、-V_DC和0的三种情况，具体情况由Δψ_sj决定：

当Δψ_sj0时，该相绕组此时施加正电压矢量，u_j＝+V_DC；

当Δψ_sj0时，该相绕组此时施加负电压矢量，u_j＝-V_DC；

当Δψ_sj＝0时，该相绕组此时施加零电压矢量，u_j＝0；