[发明专利]一种简化的五相永磁电机的短路容错控制方法

摘要

本发明公开了一种简化的五相永磁电机的短路容错控制方法，包括如下步骤：建立五相容错永磁电机模型；用非故障相电流来补偿短路故障相电流造成的转矩脉动，使之与短路相产生的合成转矩为一个恒定的值；用非故障相补偿电流对短路故障造成的正常转矩缺失进行补偿，直接采用开路故障的补偿策略；将上述的补偿电流矢量合成，得到短路故障容错电流；进行仿真分析。本发明根据电机空载反电势的具体情况，对电机进行一相及两相短路容错控制，使故障与正常运行状态下输出转矩等效，减小转矩脉动，实现五相容错永磁电机带短路故障运行。

主权项

1.一种简化的五相永磁电机的短路容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立五相容错永磁电机模型；步骤2，根据短路电流的幅值和相位，直接给定正常相的电流，使正常相和短路相的电流呈五相对称分布，相位按照相序依次相差幅值相等，这样便能产生一个恒定的转矩，从而消除了由于短路故障所带来的转矩脉动；步骤2.1，若一相短路时，设a相发生短路故障，则该相的短路电流可表示为：i_a1＝I_fcos(ωt‑θ)；若不相邻两相短路，设b、e两相发生短路故障，则这两相的短路电流幅值相等，相位相差可分别表示为：若相邻两相短路，设c、d两相发生短路故障，则这两相的短路电流幅值相等，相位相差可分别表示为：其中，I_f是短路电流的幅值，ω是电机的电角速度，θ是短路相的反电势和短路电流的夹角；步骤2.2，由步骤2.1获得短路电流的幅值以及反电势和短路电流的夹角，不论是一相短路还是两相短路，直接给定正常相的补偿电流，使正常相和短路相的电流呈五相对称分布，相位按照相序依次相差步骤3，由于步骤2中已经消除了短路故障所带来的转矩脉动，所以该步骤可以将短路相视为开路，对正常相再使用传统的开路容错策略，通过改变开路容错电流的幅值来产生一个恒定的转矩，使之与步骤2中的转矩之和等于正常转矩；若a相发生短路故障，则其他正常相的补偿电流为：若b、e两相发生短路故障，则其他正常相的补偿电流为：i_a2＝1.382I′cos(ωt)、若c、d两相发生短路故障，则其他正常相的补偿电流为：i_a2＝3.618I′cos(ωt)、其中，I′是电流的幅值，ω是电机电角速度；步骤4，将所述步骤2‑3的电流进行矢量合成，得到最终容错电流；若a相发生短路故障：ia＝Ifcos(ωt‑θ)若b、e两相发生短路故障：ia＝Ifcos(ωt‑θ)+1.382I′cos(ωt)若c、d两相发生短路故障：ia＝Ifcos(ωt‑θ)+3.618I′cos(ωt)