[发明专利]有失控发电故障保护的直流调磁记忆电机控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种带有失控发电故障保护的直流调磁记忆电机控制方法及系统，方法包括：当电机角速度ω_m小于基速ω_b时，根据矢量控制策略控制三相逆变器，驱动直流调磁记忆电机运行；其中，该矢量控制策略会根据分段弱磁控制策略产生的d轴弱磁电流进行实时调节；当ω_m大于ω_b时，根据分段弱磁控制策略产生调磁电流给定值和并根据控制直流变换器产生调磁电流，实现调磁功能；当检测到失控发电故障时，将切换为灭磁电流给定值并根据产生灭磁电流，对直流调磁记忆电机永磁体进行灭磁，实现失控发电故障保护。本发明简单有效，可以提高记忆电机驱动系统的可靠性以及直流调磁绕组的利用效率。

技术领域

本发明涉涉及电机控制技术，尤其涉及一种带有失控发电故障保护的直流调磁记忆电机控制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)具有高转矩密度、宽调速范围和高效率的优点，但其气隙磁密难以调节，因而限制了电机的恒功率扩速性能。为此，一种由永磁同步电机改进而来的可变磁通记忆电机(Variable Flux MemoryMachine，VFMM)被提出了。该类电机利用瞬时的电流脉冲产生磁动势，在线改变永磁体的磁化状态，从而实现了真正地弱磁扩速。相比于传统PMSM的持续电流弱磁方式，VFMM的分段式调磁能够有效地减少弱磁电流带来的损耗，从而提高电机的运行效率。

在电力拖动应用中，电机系统的安全性和可靠性是至关重要的。失控发电故障(Uncontrolled generator fault，UCGF)危害电机和逆变器的最严重的故障之一，发生于高速弱磁运行期。若电机的弱磁控制意外失效，绕组中的反电势将突增为电源电压的数倍，电机迅速变为一个电压源而向直流母线回馈能量，这极易导致直流侧电容爆炸、开关器件击穿等后果。直流调磁型记忆电机利用独立的调磁绕组在线调节永磁体的磁化状态，这不仅便于实现弱磁扩速，更可以在UCGF发生时迅速降低磁化状态，从而降低反电势和能量回馈，实现灭磁保护。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中在高速弱磁期可能发生的发生的失控发电故障，提供一种带有失控发电故障保护的直流调磁记忆电机控制方法及系统，以避免发生失控发电故障产生的危害。

技术方案：本发明所述的带有失控发电故障保护的直流调磁记忆电机控制方法包括：

步骤一：检测直流调磁记忆电机角速度ω_m；

步骤二：当电机角速度ω_m小于基速ω_b时，根据矢量控制策略控制三相逆变器，驱动直流调磁记忆电机运行；其中，该矢量控制策略会根据分段弱磁控制策略产生的d轴弱磁电流进行实时调节；

步骤三：当电机角速度ω_m大于基速ω_b时，根据分段弱磁控制策略产生调磁电流给定值和d轴弱磁电流并根据调磁电流给定值控制直流变换器产生调磁电流，对直流调磁记忆电机永磁体磁化状态进行调节，实现调磁功能；

步骤四：当检测到失控发电故障时，将调磁电流给定值切换为灭磁电流给定值并根据灭磁电流给定值产生灭磁电流，对直流调磁记忆电机永磁体进行灭磁，实现失控发电故障保护。

进一步的，所述步骤二具体包括：

S2.1、将检测到的直流调磁记忆电机角速度ω_m，与角速度给定值做差，差值输入比例-积分调节器，得到q轴电流给定值

S2.2、检测直流调磁记忆电机d、q轴电流实际值i_d和i_q，并分别与d、q轴电流给定值和做差，将差值分别输入比例-积分调节器，得到d、q轴电压给定值和其中d轴电流给定值初始值为0，并根据d轴弱磁电流按照修正；