[发明专利]双凸极电机容错型变换器驱动系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种双凸极电机容错型变换器驱动系统及其控制方法，适用于全桥变换器单管开路或同一桥臂双管开路故障、电机单相电枢绕组出线端开路故障，属于电机控制技术领域。容错型变换器的主体是四相全桥逆变器、电励磁双凸极电机（DSEM）的四相电枢绕组和一个双向开关。当双凸极电机驱动系统正常运行时，双向开关断开，容错型变换器输出四相互差90°电角度的对称方波电流依次通入电机四相电枢绕组，驱动电机运行；在检测到开路故障后，进行容错控制，将容错型变换器由故障状态切换至容错状态，驱动电机带故障平稳运行。

主权项

1.采用双凸极电机容错型变换器驱动系统进行故障容错控制的方法，其特征在于：该双凸极电机容错型变换器驱动系统包括容错型变换器、四相24/18极电励磁双凸极电机、检测单元、控制器和驱动电路；容错型变换器主要包括四相电枢绕组、四相全桥逆变器和一个双向开关S，四相电枢绕组A、B、C、D的出线端各接四相全桥逆变器单个桥臂的中点a、b、c、d，相位差180°电角度的A、C两相绕组反向串联组成通道U，相位差180°电角度的B、D两相绕组反向串联组成通道V，通道U的中点m和通道V的中点n经所述双向开关S连接；该故障容错控制方法适用于处理全桥变换器功率管单管开路故障或同一桥臂双管均开路故障、电机单相绕组出线端开路故障，包括如下具体步骤：a)电机驱动系统正常运行时，控制双向开关S断开，使得四相电枢绕组连接成两通道U和V，容错型变换器输出四相互差90°电角度的对称梯形波电流通入四相电枢绕组，驱动四相电励磁双凸极电机运行；b)在电机驱动系统正常运行过程中，检测单元实时采集电机四相电枢绕组出线端电压信号、四相电枢绕组的相电流信号和转子位置信号，并反馈给控制器，控制器根据所采集到的反馈信号进行故障实时检测，一旦检测到开路故障，控制器判断故障类型及定位故障发生的位置；c)若为功率管单管开路故障，则低电平封锁故障单管的驱动信号，若为同一桥臂双管开路故障，则低电平封锁同一桥臂故障双管的驱动信号，若为电机单相绕组出线端开路故障，则低电平封锁故障相绕组所连桥臂正常双管的驱动信号；d)调整剩余正常功率开关管的导通规律和改变各相电流内环电流的电流反馈系数；e)控制双向开关S闭合，四相电枢绕组由双通道连接方式重构成星型连接方式；由上述步骤a) ‑ e)实现容错型电励磁双凸极电机驱动系统带故障容错运行。