[发明专利]不约束d轴电枢磁动势的五相永磁电机短路故障容错控制方法

权利要求书

1.不约束d轴电枢磁动势的五相永磁电机短路故障容错控制方法，其特征在于，

五相永磁电机在A相绕组端部短路时的容错控制方法为：

调整其剩余B、C、D、E四相绕组输入电流按

进行工作，以改善故障后转矩特性；

式中，i_B1、i_C1、i_D1、i_E1分别为调整后的B、C、D、E相绕组电流，I_m1为调整后B、C、D、E相绕组电流的幅值，ω为电流角频率，θ₁、θ₂、θ₃、θ₄分别为调整后的B、C、D、E相绕组电流的相位；

不约束d轴电枢磁动势，使绕组基波合成磁动势中正向旋转分量中的正弦分量尽可能大；将反向旋转分量的余弦分量和正弦分量约束为零，再基于拉格朗日乘数法得到对应的目标函数P来获取θ₁、θ₂、θ₃、θ₄：

式中，k₀为短路相电流幅值比，k₀＝I_m1/I_As1，I_As1为A相绕组短路电流i_As的基波幅值；λ₁和λ₂为拉格朗日算子；θ_j为调整后的相绕组电流相位j＝1,2,3,4，分别对应θ₁、θ₂、θ₃、θ₄。

2.根据权利要求1所述不约束d轴电枢磁动势的五相永磁电机短路故障容错控制方法，其特征在于，获取θ₁、θ₂、θ₃、θ₄的过程为：

在i_B1、i_C1、i_D1、i_E1和A相绕组短路电流i_As的共同作用下，五相永磁电机绕组基波磁动势的正向和反向旋转分量表达式为：

式中，f′_4-fw和f′_4-rv分别为五相永磁电机绕组基波磁动势的正向和反向旋转分量，b₄为一与电机电磁方案有关的常数，φ为气隙圆周空间位置角度，I_As1为i_As的基波幅值；

根据三角函数公式，可将f′_4-fw和f′_4-rv分别分解为：

式中，f′_4-fw-s和f′_4-fw-c分别为f′_4-fw的正弦和余弦分量，f′_4-rv-s和f′_4-rv-c分别为f′_4-rv的正弦和余弦分量；

当五相永磁电机正常工作，对其五相绕组通以五相对称正弦电流时，其基波合成磁动势为正向旋转的圆形磁动势，对应表达式为：

通过将绕组基波合成磁动势中反向旋转分量的余弦分量f′_4-rv-c和正弦分量f′_4-rv-s约束为零，同时使正向旋转分量中的正弦分量f′_4-fw-s尽可能大，以改善五相永磁电机的转矩输出特性，对应约束条件表达式为：

基于拉格朗日乘数法，得到对应的目标函数P的表达式为：

式中，λ₁和λ₂为拉格朗日算子；

进而可以得到调整后的B、C、D、E相绕组电流的相位，即θ₁、θ₂、θ₃、θ₄。