[发明专利]一种基于CPWM的三相永磁电机最大转矩电流比容错控制方法

摘要

本发明公开了一种基于CPWM的三相永磁电机最大转矩电流比容错控制方法，包括如下步骤：检测电机转速，将给定转速ω^*_r与反馈转速ω_r比较，利用PI控制器得到q轴给定电流i^*_q；根据采样的相电流判断故障信息，闭合开关S₁；通过降阶矩阵变换得到d‑q轴反馈电流i_dm，i_qm；计算故障状态下的d‑q轴电压u_dm，u_qm；将所得到的d‑q轴电压u_dm，u_qm和电流i_dm，i_qm以及转速ω_r，输入到最大转矩电流比容错(FT‑MTPA)模块中，利用虚拟信号注入法，来得到电机容错运行时的d轴给定电流i^*_d；将d‑q轴的给定电流与反馈电流相比较，通过PI控制器得到d‑q轴的给定电压，通过降阶矩阵得到相电压，输入到CPWM模块中，得到每相的开关信号，通过逆变器控制电机，实现三相永磁电机的FT‑MTPA控制。

主权项

1.一种基于CPWM的三相永磁电机最大转矩电流比容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，检测三相永磁电机转速，作为电机的速度反馈ω_r，将给定转速ω^*_r与反馈转速ω_r相比较得到电机的转速误差e_r，采用PI控制器根据转速误差e_r计算得到三相永磁电机的q轴电流，PI控制器的输出量为给定的q轴电流i^*_q；步骤2，利用电流传感器采样三相永磁电机的各相电流i_a，i_b，i_c，将采集到的相电流输入到故障诊断模块中，若检测出发生单相开路故障，输出故障信号F，闭合开关S₁，将星形连接的三相永磁电机中性点连接到直流电源的中点，并同时确定故障相信息；步骤3，根据所确定的故障相来选择对应单相开路时的降阶矩阵，降阶矩阵的推导方法为：在一相开路故障情况下，将clarke变换矩阵中与故障相相关的那一列去掉，并去除clarke变换矩阵的最后一行，具体过程为：假如为A相开路故障：正常运行时，clarke变换矩阵为：当A相发生开路故障时，去掉clarke变换中与A相有关的第一列，并去除剩余的最后一行，重构后的降阶clarke变换矩阵为：三相永磁电机发生单相开路故障时的降阶park变换矩阵为：利用所选取的降阶矩阵，对采样得到的三相永磁电机的相电流进行矩阵变换，得到故障时三相永磁电机反馈的d‑q轴电流i_dm，i_qm；步骤4，根据之前得到的故障相信息，利用CPWM模块中得到的剩余正常相输出电压的占空比和母线电压以及故障相的反电势，通过矩阵变换得到故障下三相永磁电机的d‑q轴电压u_dm，u_qm；步骤5，将所得到的d‑q轴电压u_dm，u_qm和电流i_dm，i_qm以及转速ω_r，作为输入信号输入到最大转矩电流比容错FT‑MTPA模块中，利用虚拟信号注入法，来得到三相永磁电机的d轴电流，FT‑MTPA模块的输出量为给定的d轴电流i^*_d；步骤6，分别将给定的d‑q轴电流i^*_d，i^*_q与反馈的d‑q轴电流i_dm，i_qm相比较，得到d‑q轴电流误差e_id，e_iq，采用PI控制器根据得到的d‑q轴电流误差e_id，e_iq计算得到三相永磁电机d‑q轴的电压，两个PI控制器的输出量分别为三相永磁电机给定d‑q轴的电压分量u^*_d，u^*_q；步骤7，利用降阶变换将给定的d‑q轴电压分量u^*_d，u^*_q变换到三相自然坐标系下的给定相电压u^*_a，u^*_b，u^*_c，将所得到的给定相电压u^*_a，u^*_b，u^*_c输入到CPWM模块，得到各相的开关信号，将得到的开关信号输入到逆变器中控制电机，实现三相永磁电机的最大转矩电流比容错控制。