[发明专利]一种五相容错永磁电机的全矢量控制方法

摘要

本发明公开了一种五相容错永磁电机的全矢量控制方法，在电机正常运行时采用五相SVPWM方法，在电机发生一相开路故障后，将传统SVPWM方法与电流滞环控制方法相结合，进行故障后系统坐标系的重构；对重构后的坐标系进行空间矢量的重新分布和扇区重建。通过对空间矢量的重新选择合成目标矢量，从而实现五相容错永磁电机的全矢量控制。与现有技术相比，本发明避免了目前大多数方法中从正常五相SVPWM到电流滞环控制的切换带来的硬件变化和环宽选择等问题，在保证跟踪性能的同时有效的抑制开路故障后的转矩脉动。

主权项

一种五相容错永磁电机的全矢量控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，建立五相容错永磁电机在旋转坐标系d1‑q1‑d3‑q3‑0下的电机数学模型；步骤2，对基波电流采用励磁电流id1＝0的闭环控制，即将励磁电流id及电机转速n的给定值与反馈值的差通过PI控制器调节得到电压Vdq，经过2r/2s变换，得到Vαβ；步骤3，通过检测电机母线电流及过零时间，据此判断五相容错永磁电机的运行状态是正常或故障，根据电机的运行情况选择正常SVPWM控制方法或者新型容错SVPWM控制方法；如果电机故障，将采取新型容错SVPWM控制方法；如果电机正常运行，将采用相邻最近四矢量的调制方式产生PWM波形；步骤4，将根据控制模式产生的SVPWM波通过逆变器驱动五相电机运行；步骤5，系统通过采集实时的电流并经5s/2r变换得到idq，并采集实时转速通过S函数得到位置角，使整个系统形成闭环控制；所述步骤3中新型容错SVPWM控制方法的具体过程为：步骤3.1，电机发生一相故障后，令剩余四相电流幅值相等，将剩余四相坐标系的B相和E相分别旋转至π/5和‑π/5处，C相和D相位置保持不变，因此电流变为B相与D相大小相等、方向相反；步骤3.2，在新的坐标系上对空间电压矢量进行重新计算，得出故障后空间矢量Vs在α1‑β1空间中的表达式为：VS=25Vdc(Sb·ejπ5+Sc·ej4π5+Sd·e-j4π5+Se·e-jπ5);]]>其中，Vdc为直流母线电压，Sb为b相桥臂的开关状态，Sc为c相桥臂的开关状态，Sd为d相桥臂的开关状态，Se为e相桥臂的开关状态；步骤3.3，以降低器件损耗为目标，在每个扇区内选择目标矢量相邻的三个矢量和零矢量V0、V15来合成参考矢量；为保证两个扇区内的开关顺序能够衔接起来，不会出现从V0跳变到V15的情况，一般选择前一扇区的最后一个作用矢量为V0，下一扇区的第一个作用矢量也为V0；步骤3.4，应用三角形正弦定理计算得到每个矢量的作用时间；步骤3.5，根据矢量作用时间得到占空比，通过程序编写得到容错SVPWM方法。