[发明专利]一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制方法，使轴向磁场磁通切换永磁电机发生单相断路时能够运行在容错状态。根据相电流判断故障状态，当正常运行时，轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制系统采用id＝0控制策略，分配d轴、q轴电流。当发生单相断路故障时，继续保持id＝0，进行容错控制，协调分配d轴、q轴电流，使电机运行在容错状态。一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁容错电机控制系统在单相断路情况下使电机从故障状态切换至容错运行状态，可以有效地减小故障给电机运行带来的影响，从而提高了电机驱动系统的可靠性。

主权项

一种电动汽车用轴向磁场磁通切换永磁电机容错控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)从电机主电路采集相电流ia、ib、ic、ie、if、ig，对电机进行初始位置检测，从电机编码器上采集信号，送入控制器进行处理，得出转速n和转子位置角θ；(2)将采集的相电流ia、ib、ic、ie、if、ig经跟随、滤波、偏置和A/D转换，然后进行帕克变换，得到两相旋转坐标系下的第一定子的d轴电流id和第二定子的d轴电流i′d、第一定子的q轴电流iq和第二定子的q轴电流i′q；(3)用给定转速n*减去编码器实测转速n，得到的转速偏差△n输入速度调节器，经比例积分运算后得到转矩参考值Te*，将转矩参考值Te*、母线电压Udc、第一定子的d轴电流id和第二定子的d轴电流i′d、第一定子的q轴电流iq和第二定子的q轴电流i′q、编码器实测转速n和给定转速n*输入电流分配器，根据电流判断故障状态，当轴向磁场磁通切换永磁电机控制系统状态正常时，进入步骤4)，当轴向磁场磁通切换永磁电机控制系统发生故障时，进入步骤5)；(4)采用id＝0控制策略，电流分配器按照如下电流分配方案输出电流：idref=0idref=-23[Imcosθsinθ+Imcos(θ-23π)sin(θ-2π3)+Imcos(θ+23π)sin(θ+2π3)]idref′=0iqref′=-23[Imcosθsinθ+Imcos(θ+23π)sin(θ-2π3)+Imcos(θ+23π)sin(θ+2π3)]]]>其中，idref为第一定子的d轴电流参考值，i′dref为第二定子的d轴电流参考值，iqref为第一定子的q轴电流参考值，i′qref为第二定子的q轴电流参考值；Im为相电流幅值，θ为相位角；(5)继续保持id＝0，进行容错控制，电流分配器按照如下电流分配方案输出电流：id=0iq=-263Im[cos(θ-4π/5)sin(θ-4π5)+cos(θ+4π/5)sin(θ+4π5)]id′=0iq′=-13Im[(5-6)cosθsinθ+6cos(θ-4π/5)sin(θ-4π5)+6cos(θ+4π/5)sin(θ+4π5)]]]>(6)用电流分配器所产生的第一定子的d轴电流参考值idref减去步骤(2)中的第一定子的d轴电流id得到电流偏差△id，用第二定子的d轴电流参考值i′dref减去步骤(2)中的第二定子的d轴电流i′d得到电流偏差△i′d，用第一定子的q轴电流参考值iqref减去步骤(2)中的第一定子的q轴电流iq得到电流偏差△iq，用第二定子的q轴电流参考值i′qref减去步骤(2)中的第二定子的q轴电流i′q得到电流偏差△i′q，将第一定子的d轴电流偏差△id和第二定子的d轴电流偏差△i′d分别输入d轴电流调节器进行比例积分运算，得到第一定子的d轴电压ud和和第二定子的d轴电压u′d，将第一定子的q轴电流偏差△iq和第二定子的q轴电流偏差△i′q分别输入q轴电流调节器进行比例积分运算，得到第一定子的q轴电压uq和第二定子的q轴电压u′q，然后对所述第一定子的d轴电压ud、第二定子的d轴电压u′d和第一定子的q轴电压uq、第二定子的q轴电压u′q共同进行旋转正交‑静止两相变换后，得到静止两相坐标系下第一定子的α轴电压uα、第二定子的α轴电压u′α和第一定子的β轴电压uβ、第二定子的β轴电压u′β，将所述α轴电压uα、u′α和β轴电压uβ、u′β分别输入脉冲宽度调制模块，运算输出12路脉冲宽度调制信号，驱动主功率变换器。