[发明专利]五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路容错磁场定向控制方法

摘要

本发明公开了一种五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路容错磁场定向控制方法。根据故障前后行波磁动势不变以及非故障相电流和为零的原则，求出非故障相容错电流；采用内模控制器、一阶惯性前馈电压补偿器、反电势观测器将该类电机在故障状态下的非线性强耦合系统变换为一阶惯性系统；在此基础上求出非故障相电压指令，将该电压指令分别与各相反电势相加，实现该电机不相邻两相短路故障后的磁场定向容错控制。本发明不但抑制了电机不相邻两相短路故障导致的电机输出推力波动，还能实现不相邻两相一相开路一相短路故障的容错运行，且更为关键的是其动态性能、稳态性能和正常状态下一致，电压源逆变器开关频率恒定，具有一定的通用性。

主权项

1.一种五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路容错磁场定向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立五相永磁体内嵌式容错直线电机模型；步骤2，永磁体内嵌式容错直线电机分为A、B、C、D、E这五相，当电机发生B相和E相发生短路故障时，根据电机故障前后行波磁动势不变原则以及剩余非故障相电流之和为零的约束条件，求出该故障下电机容错运行的非故障相电流指令或者，式中，分别是旋转坐标系下d轴、q轴的电流指令，θ为电角度v为直线电机动子运动电速度，τ为极距，i_{sc_B}和i_{sc_E}分别是B相和E相的短路电流；步骤3，根据步骤2获得的剩余三相非故障电流求出这三相非故障相电流在同步旋转坐标系上的电流id、iq或者，步骤4，设计一阶惯性前馈电压补偿器，同步旋转坐标系上的电流指令经一阶惯性环节获得前馈补偿电压电流指令和反馈电流i_d、i_q的差值经电流内模控制器得控制电压u_d0、u_q0，将该电压与前馈补偿电压相加得到同步旋转坐标系上的电压指令步骤5，根据步骤3获得的非故障相在同步旋转坐标系上的电流表达式以及动子永磁磁链设计反电势观测器观测非故障相反电势eA、eC、eD根据非故障相反电势eA、eC、eD求出故障相反电势eB、eE步骤6，根据步骤2获得的非故障相电流，以及故障相短路电流和其反电势的之间的关系，定义非故障相电压指令或者，步骤7，将步骤6所得到的非故障相电压指令和各相反电势e_A、e_C、e_D分别相加得到期望相电压指令将该期望相电压指令经电压源逆变器，采用CPWM调制方法实现五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路故障后的容错磁场定向无扰运行。