[发明专利]电励磁双凸极电机励磁故障容错发电系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种电励磁双凸极电机励磁故障容错发电系统及其控制方法，其控制方法是系统检测到励磁故障后断开励磁电路并切换到容错模式运行，在容错运行模式中，通过给三相四桥臂变换器每相分别通以正向和负向的励磁电流的新型的六拍发电控制策略，来实现电机励磁故障的容错发电功能。本发明公开的控制方法，充分利用电励磁双凸极电机的三相四桥臂变换器，可使电机在励磁故障的情况下继续发电，适合航空航天、汽车等行业用于制动回馈电机、起动发电机等多象限运行的电励磁双凸极电机。

主权项

一种电励磁双凸极电机励磁故障容错发系统电控制方法，其特征在于：该方法基于一种电励磁双凸极电机励磁故障容错发电系统，包括电源、三相全桥变换器、励磁绕组、电枢绕组、控制器、电流传感器、位置传感器，还包括一个第四桥臂，所述第四桥臂与三相全桥变换器并联构成一个三相四桥臂变换器，三相全桥变换器A相的中间点、B相的中间点、C相的中间点各连接一个绕组自感，再经电流传感器连接到第四桥臂的中间点；所述电流传感器、位置传感器连接到控制器的输入端，控制器控制各桥臂的功率开关管；所述第四桥臂由串联的第七功率开关管T7和第八功率开关管T8构成，所述第七功率开关管T7的集电极连接直流母线的正极，第八功率开关管T8的发射极连接直流母线的负极；第七功率开关管T7和第八功率开关管T8各并联一个反向二极管D7和D8；当电流传感器未检测到励磁故障时，电机工作在正常的发电机状态；当电流传感器检测到励磁故障后断开励磁电路并切换到容错模式运行；设定θ1和θ2分别表示绕组的开通角和关断角，θ1<θ2；在容错运行模式中，电机电角度为θ1且θ1∈[0°，120°)时给A相通以正向电流且A相绕组的绕组自感处于上升阶段以使该相电流逐渐增加；在电机电角度为θ2且θ2∈[120°，240°)时A相绕组自感处于下降阶段，驱动电机的原动机将克服磁阻转矩做功储能，关断A相励磁电流，结束电机的A相励磁阶段，储存的磁场能和电磁转矩产生的机械能转换为电能，开始A相的发电阶段；在电机电角度为θ1+120°时给B相通以负向电流且B相绕组的绕组自感处于上升阶段以使该相电流逐渐增加，并在电角度为θ2+120°时关断B相励磁电流结束B相励磁阶段，储存的磁场能和电磁转矩产生的机械能转换为电能，开始B相的发电阶段；在电机电角度为θ1+240°时给C相通以正向电流励磁且C相绕组的绕组自感处于上升阶段以使该相电流逐渐增加，在电角度为θ2+240°时关断C相励磁电流结束B相励磁阶段，储存的磁场能和电磁转矩产生的机械能转换为电能，开始C相的发电阶段；同理可推出，在电机电角度为θ1+360°时给A相通以负向电流励磁，在电角度为θ2+360°时关断A相励磁电流则A相开始续流发电；以此循环，利用三相四桥臂变换器实现电励磁双凸极电机在有励磁故障的情况下能够继续发电运行。