[发明专利]三相两电平PMSM驱动逆变器单管开路故障的控制方法

权利要求书

1.一种三相两电平PMSM驱动逆变器单管开路故障的容错控制方法，其特征在于：三相两电平逆变器共有八个固有电压矢量，其中六个为有效矢量，两个为零矢量；

步骤如下：

步骤1、建立故障状态下，三相两电平逆变器的固有电压矢量的计算公式：

步骤1.1：根据故障状态下的功率回路拓扑结构，得到故障状态下的每个电压矢量的逆变器输出三相电压激励

步骤1.2、根据得到故障状态下的电压矢量：当每种单管开路故障下，分别有三个相邻的有效矢量受故障影响，分别为其余五个为健康矢量统一表述为

则在αβ坐标轴下当故障未发生时，故障相同相位的有效矢量为x为相位，V_DC为母线电压，相邻的两个有效矢量分别为与

在故障发生后，三个受影响矢量的幅值和方向改变为：

对应地在SVPWM的六个空间扇区中，有四个空间扇区受影响，其中两个扇区中作用的矢量均为受影响矢量，另两个扇区中作用的矢量为一个健康矢量，一个受影响矢量；

步骤2：根据故障发生前后受影响矢量的幅值和相位关系，在受故障影响的扇区中，实施矢量作用时间再分配策略，具体为：

步骤2.1：在健康矢量与受影响矢量共同作用的扇区，设在SVPWM下健康矢量作用时间为t₁，受影响矢量作用时间为t₂，再分配后的作用时间分别为t₁^f和t₂^f，故障发生前后每个扇区内的合成电压矢量和表述为：

使与的实部与虚部相等，则当t₁t₂时得t₁^f＝t₁-t₂，t₂^f＝t₂+t₂；当t₁t₂时得t₁^f＝t₁-t₁，t₂^f＝t₁+t₂；

步骤2.2：在两个受影响矢量作用的扇区，设在幅值为0的受影响矢量的作用时间为t₁，另一个受影响矢量作用时间为t₂，再分配后的作用时间分别为t₁^f和t₂^f，因为此时等效于零矢量，因此将其作用时间分配给幅值不为零的受影响矢量或可得t₁^f＝t₁-t₁，t₂^f＝t₁+t₂；

步骤3：根据与再分配后的矢量作用时间t₁^f，t₂^f，建立故障状态下三相两电平PMSM驱动系统的电流预测模型：

步骤3.1：根据及t₁^f，t₂^f得到故障状态下每个开关周期产生的逆变器三相电压激励为：

其中代表扇区内第一个作用矢量的三相电压激励，代表扇区内第二个作用矢量的三相电压激励；

步骤3.2：采用坐标变换将变换为dq轴电压激励

步骤3.3：以取代电流预测模型中的电压激励项，得到故障状态下电流预测模型，表述为：

其中L_d，L_q，R_s，ψ_f分别为dq轴电感，绕组电阻，转子磁链；T_s为开关周期；分别为当前开关周期的电流和转速反馈；为下一开关周期的预测值；

步骤4、基于电流预测模型实施故障后dq轴电流控制策略的使能机制：

步骤4.1：求得预测模型与所提故障电流预测模型的预测残差；

预测模型为：

其中为电流环的调节输出；

步骤4.2：当残差为0时，采用健康状态下的dq电流控制参考值；

步骤4.3：当残差不为0时，采用故障状态下的dq电流控制参考值。