[发明专利]一种基于四桥臂逆变器的永磁同步电机的断相容错控制系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于四桥臂逆变器的永磁同步电机的断相容错控制系统及方法。针对永磁同步电机在断相故障状态下难以实现电机解耦控制而导致控制性能严重下降的问题，设计新型的参考坐标转换矩阵，以实现三相静止坐标系到两相同步坐标系之间的变换。进而分析电机在两相同步坐标系下的电压方程，设计合适的中线电感值，使得在故障状态下，电机电流控制器无需重新设计便能实现高性能解耦控制，从而实现了永磁同步电机在断相故障下的高性能容错控制。这种基于坐标变换的断相故障容错控制方法既可以应用于表贴式电机也可以应用于内埋式电机，并且对于两种电流控制模式(id＝0或id≠0)均能适用，该方法是一种通用的永磁同步电机断相故障容错控制方法。

主权项

1.一种基于四桥臂逆变器的永磁同步电机的断相容错控制系统，其特征在于：该断相容错控制系统包括电流PI控制器模块(1)、坐标逆变换模块(2)、PWM波生成模块(3)、四桥臂逆变器模块(4)、永磁同步电机模块(5)、故障诊断模块(6)、坐标变换模块(7)和电流及角位置检测模块(8)，其中，电流及角位置检测模块(8)负责检测永磁同步电机模块(5)的三相绕组电流和转子角位置，并将模拟量转化为数字量，即AD转换；故障诊断模块(6)根据三相电流判断永磁同步电机模块(5)的健康状况，进而控制系统运行模式；坐标变换模块(7)负责将三相电流转化为同步旋转坐标系下电流反馈值；电流PI控制器模块(1)负责实现将同步旋转坐标系下的电流误差值即电流参考值与电流反馈值之差转化为电压参考值；坐标逆变换模块(2)负责将同步旋转坐标系下的电压参考值转化为三相静止坐标系下的电压参考值；PWM波生成模块(3)根据三相电压参考值生成8路PWM波，并用于控制四桥臂逆变器(4)中的开关管，从而实现对永磁同步电机模块(5)的驱动控制，通过这8个模块信号的流通，实现断相故障前后电机的高性能运行。