[发明专利]一种基于永磁容错电机的电驱动系统及其容错控制方法

摘要

本发明公开了一种基于永磁容错电机的电驱动系统及其容错控制方法。该系统包括永磁容错电机、逆变器、数字滞环控制器、直接电流控制器、PI调节器、模态切换控制器、操纵台、开路短路故障诊断器、开路短路故障处理器、双向晶闸管、速度传感器、方向机、执行机构和位置陀螺仪。方法为：分别采集永磁容错电机绕组的电流，送入开路短路故障诊断器进行故障诊断，将诊断出的故障信号送入开路短路故障处理器，处理结果和输出信号、电机转子位置角送入直流电流控制器进行处理，通过数字滞环控制器输出逆变器驱动信号，驱动永磁容错电机容错运行。本发明实现了永磁容错电机驱动系统的快速动态响应和精确定位，以及不同电气故障单独或同时出现的容错控制。

主权项

1.一种基于永磁容错电机的电驱动系统，其特征在于，包括永磁容错电机、速度传感器、方向机、执行机构、位置陀螺仪、开路短路故障诊断器、开路短路故障处理器、操纵台、模态切换控制器、PI调节器、直接电流控制器、数字滞环控制器、逆变器、双向晶闸管；所述的永磁容错电机，其定子包括两套相互独立的对称的电枢绕组，分别为绕组ABC和绕组XYZ；速度传感器用于采集电机转子位置角θr，并对转子位置角θr求微分得到电机转子机械角速度ωr；永磁容错电机通过方向机驱动执行机构移动运行，位置陀螺仪用于采集执行机构的位置信号θt；开路短路故障诊断器采集绕组ABC和绕组XYZ的电流iA、iB、iC、iX、iY、iZ进行故障诊断，并将故障诊断结果输出至开路短路故障处理器；开路短路故障处理器通过控制两个双向晶闸管实现系统容错运行；操纵台用于给定执行机构位置信号θt*、给定电机速度信号ωr*；模态切换控制器用于选择稳定工作模态或动态工作模态，稳定工作模态时通过操纵台给定执行机构位置信号θt*，动态工作模态时通过操纵台给定电机速度信号ωr*；所述永磁容错电机的绕组ABC和绕组XYZ分别对应一路PI调节器、直接电流控制器、数字滞环控制器、逆变器、双向晶闸管，其中：PI调节器通过模态切换控制器获取对应工作模态的外环给定信号；直接电流控制器接收PI调节器的输出信号、电机转子位置角θr以及开路短路故障处理器输出结果，得到故障后各相电流给定值；数字滞环控制器接收故障后各相电流给定值，并采集对应绕组各相电流，处理得到逆变器驱动信号；逆变器接收逆变器驱动信号，驱动永磁容错电机容错运行，永磁容错电机通过方向机驱动执行机构移动运行。