[发明专利]开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制SVPWM生成方法

说明书

本发明公开了一种开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制SVPWM生成方法。由转子同步旋转坐标系的直、交轴电流控制器达到对定子基波平面αβ轴电流控制；由具有频率自适应比例谐振特性z轴电流控制器对谐波平面电流控制；零序电流控制器对零序电流抑制。四个电流控制器的输出，经过矩阵运算得到相互解耦的一组电压矢量指令，然后采用SVPWM调制的方式，选择相应的空间电压矢量并合理分配它们的作用时间，生成五相全桥逆变器控制信号，达到四相健康绕组电流幅值相等、谐波电流小且零序电流近似为0，产生圆形旋转磁动势的控制效果。解决了传统滞环容错系统中，功率器件开关频率不可控难题，提高了直流电压利用率，实现了一相绕组断路故障容错，系统可靠性提高。

技术领域

本发明属于电气工程领域，涉及一种开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制SVPWM生成方法。

背景技术

开绕组五相永磁同步电动机的电机定子绕组采用开绕组结构，提高了电机的容错能力，广泛应用于对系统要求较高的场合。目前，开绕组五相永磁同步电动机的相绕组断路容错控制大多采用滞环控制的方法，这种控制方法原理虽然简单，但是存在着功率器件开关频率不可控的缺点，影响功率器件的使用寿命。

发明内容

针对滞环控制中存在的问题，本发明提出一种开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制SVPWM生成方法，借助此方法实现基于SVPWM脉冲调制控制的五相开绕组永磁同步电动机断路容错控制方法，以解决传统滞环容错系统中，功率器件开关频率不可控难题，使得功率器件的开关频率可控，提高了直流电压的利用率，并且达到了更好的容错控制效果。，从而提高系统的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制SVPWM生成方法，步骤如下：

取开绕组五相永磁同步电机定子二相静止αβ坐标系的α轴和β轴分别与基波复平面的实轴和虚轴重合，定子二相静止αβ坐标系的α轴与发生断路故障的A相绕组轴线重合；

取开绕组五相永磁同步电机定子三次谐波二相静止α₃β₃坐标系的α₃轴和β₃轴分别与三次谐波复平面的实轴和虚轴重合，且α轴与α₃轴重合，且将β₃轴命名为z轴；

开绕组五相永磁同步电机的A相绕组发生断路故障时，开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制系统依据开绕组五相永磁同步电机A相断路容错控制策略给出四个电压指令：基波复平面二相静止αβ坐标系α轴电压指令和β轴电压指令三次谐波复平面z轴电压指令以及零序电压指令

由基波复平面开绕组五相永磁同步电机二相静止αβ坐标系α坐标轴电压指令和β轴电压指令得到基波空间电压矢量指令即

其中，U^*为基波空间电压矢量指令的模，θ为在基波复平面上基波空间电压矢量指令与α轴间的空间电角度，当基波空间电压矢量指令从α轴位置开始逆时针旋转时，基波空间电压矢量指令与α轴间的空间电角度θ从0开始增大；

将基波复平面平分为12个扇区，每个扇区空间占据30°角度，0°～30°为第I扇区，30°～60°为第II扇区，60°～90°为第III扇区，90°～120°为第IV扇区，120°～150°为第V扇区，150°～180°为第VI扇区，180°～210°为第VII扇区，210°～240°为第VIII 扇区，240°～270°为第IX扇区，270°～300°为第X扇区，300°～330°为第XI扇区， 330°～360°为第XII扇区；

基波空间电压矢量指令必然会处于12个扇区中的某一个扇区；