[发明专利]一种混合励磁轴向磁场磁通切换电机容错控制方法

摘要

本发明公开了一种混合励磁轴向磁场磁通切换电机容错控制系统，使电机控制系统在逆变器发生单相故障情况下能够容错运行。根据电流进行故障判断，当正常运行时，混合励磁轴向磁场磁通切换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，利用励磁电流进行容错控制，继续保持id＝0，协调分配q轴电流和励磁电流，使电机运行在容错状态。一种混合励磁轴向磁场磁通切换电机容错控制系统在逆变器单相断路情况下可使电机运行在容错状态，提高了电动汽车电机驱动系统的可靠性。

主权项

一种混合励磁轴向磁场磁通切换电机容错控制方法，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和励磁电流if，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定子的d轴电流id和q轴电流iq；(3)将给定转速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将转矩参考值母线电压Udc、定子d轴电流id、定子q轴电流iq、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，当混合励磁轴向磁场磁通切换电机状态正常时，进入步骤(4)，当混合励磁轴向磁场磁通切换电机发生故障时，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=0iqref=2Teref3pψm]]>其中，idref为d轴电流参考值，iqref为q轴电流参考值；ψm为永磁体磁链，p为电机极对数，Teref为电磁转矩参考值；(5)采用励磁电流进行容错控制，继续保持id＝0，电流分配器按照如下电流分配方案输出电流：idref=0iqref=2Teref3p(ψm+32NN′MfIm)ifref=32NN′Im]]>其中，Im为相电流幅值，ifref为励磁电流参考值，Mf为电枢绕组与励磁绕组之间的互感，N'为励磁绕组匝数，N为电枢绕组匝数；(6)将电流分配器所产生的d轴电流参考值idref减去步骤(2)中的d轴电流id得到d轴电流偏差△id，用q轴电流参考值iqref减去步骤(2)中的q轴电流iq得到q轴电流偏差△iq；将d轴电流偏差△id输入d轴电流调节器进行比例积分运算，得到d轴电压ud，将q轴电流偏差△iq输入q轴电流调节器进行比例积分运算，得到q轴电压uq，然后对所述d轴电压ud和q轴电压uq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α轴电压uα和β轴电压uβ，将所述α轴电压uα和β轴电压uβ输入脉冲宽度调制模块，运算输出6路脉冲宽度调制信号，驱动主功率变换器；同时将步骤(1)中采集的励磁电流if，经跟随、滤波、偏置与A/D转换后和励磁电流参考值ifref一起送入直流励磁脉宽调制模块，运算输出4路脉冲宽度调制信号来驱动励磁功率变换器。