[发明专利]用于开绕组五相永磁同步电机逆变器故障重构后的容错控制方法及其实现装置

权利要求书

1.一种用于开绕组五相永磁同步电机逆变器故障重构后的容错控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1)开绕组五相电机逆变器故障后将故障相的电机绕组使用继电器连接在该逆变器的直流母线中点处，并通过采集电机转速和相电流获取参考电压矢量；

步骤2)根据故障重构后的空间电压矢量分布，构建不产生三次谐波空间电压的电压矢量，并选择合适的电压矢量作为输出；

步骤3)根据当前时刻的参考电压矢量与故障重构后的逆变器求出另外一侧的电压矢量；

步骤4)将开绕组五相永磁同步电机两个空间电压矢量产生的开关信号作用在功率开关器件上，实现电机的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的用于开绕组五相永磁同步电机故障重构后的容错控制方法，其特征在于，步骤1)的具体步骤包括：

步骤1.1)将逆变器故障相的电机绕组使用固态继电器链接至该逆变器直流母线电容的中点，假如开绕组逆变器1的A相桥臂上管发生故障，则将A相的绕组链接至开绕组逆变器1的电容中性点出；

步骤1.2)控制器实时计算给定转速ω^*与电机的实际转速ω之间的转速误差通过转速环PI调节器获得电机基波子空间旋转坐标系下的参考值i_q^*，由于电机采用的是id＝0控制方式，即直轴的参考值i_d^*为0，并使用电流环PI控制器和坐标变换获得电机当前时刻的参考电压矢量u_ref。

3.据权利要求1所述的用于开绕组五相永磁同步电机故障重构后的容错控制方法，其特征在于，步骤2)的具体步骤包括：

步骤2.1)构建故障逆变器1的空间电压矢量分布，由于A相逆变器已经被连接在逆变器1的中性点，所以A相的占空比可以等效为0.5，因此该故障逆变器在静止坐标系下所产生的电压矢量可表示为：

式中，U_dc是直流母线电压；是静止坐标系下的基波空间电压向量值；静止坐标系下的基波空间电压向量值；是其余各个桥臂的开关函数；当上桥臂导通下桥臂导通

标幺化后的逆变器1故障重构后的电压矢量分布表如下表1所示；

表1 逆变器1故障重构后的开关电压矢量表

表中，V_i′表示故障逆变器重构后产生的电压矢量，是电压矢量在α轴的分量；是电压矢量在β轴的分量；是电压矢量的模长；

步骤2.2)根据步骤2.1)中的电压矢量构建故障逆变器中的5个电压矢量，这5个电压矢量能够产生基波子平面的电压但不会产生谐波平面的电压，能够减少系统的损耗；

式中，表示根据表1中的电压矢量构建出的四个故障逆变器1下的基波电压矢量；

步骤2.3)根据步骤2.2)中构建的4个电压矢量，将整个基波电压平面平分为四个扇区，当根据步骤1.2)计算出来的电机参考电压矢量u_ref落在四个扇区中的某一个时，故障逆变器输出与扇区编号对应的电压矢量，故障逆变器1在不同扇区的占空比输出如表2所示：

表2 故障逆变器1在不同扇区输出的PWM占空比

	扇区I	扇区II	扇区III	扇区IV
B相占空比	0.391	1	0.691	0
C相占空比	0	0.809	1	0.191
D相占空比	0	0.191	1	0.809
E相占空比	0.391	0	0.691	1