[发明专利]一种六相单绕组无轴承磁通切换电机缺一相容错控制方法

摘要

本发明涉及一种六相单绕组无轴承磁通切换电机缺一相容错控制方法，首先建立各相绕组悬浮电流产生的悬浮力模型；然后，借助各相悬浮电流与直角坐标系悬浮电流关系，最终建立起缺相后直角坐标系悬浮电流与悬浮力关系数学模型。基于建立的悬浮力数学模型，构建转子x和y径向位移闭环控制策略。利用剩余相中转矩电流和悬浮电流α轴分量计算o2零序电流给定，实现零序电流的正确注入。本发明可以实现定子绕组由无故障不间断切换至缺相故障状态运行，有效提高了转子稳定悬浮运行的可靠性。

主权项

1.一种六相单绕组无轴承磁通切换电机缺一相容错控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：采集无轴承磁通切换电机转子x、y方向径向位移量x和y，并进行x、y方向转子径向位移误差计算得到x、y方向径向位移控制误差Δx和Δy；步骤S2：将步骤S1中所述的x、y方向径向位移控制误差Δx和Δy输入到转子径向位移PI控制器中得到x、y方向悬浮力给定值F_x^*和F_y^*；步骤S3：采集六相电流实际值i_sA、i_sB、i_sC、i_sD、i_sE、i_sF和无轴承磁通切换电机转子的实时位置角θ_r；步骤S4：将所述六相电流实际值进行转矩电流给定值以及悬浮电流给定值计算，得到静止坐标系αT轴和βT轴转矩电流实际值i_αT和i_βT，静止坐标系αS轴和βS轴悬浮电流实际值i_αS和i_βS；步骤S5：将αT轴和βT轴转矩电流实际值i_αT和i_βT、所述无轴承磁通切换电机转子的实时位置角θ_r进行旋转坐标系dT轴和qT轴转矩电流实际值计算，得到dT轴和qT轴转矩电流实际值i_dT和i_qT；步骤S6：将αS轴和βS轴悬浮电流实际值i_αS和i_βS、dT轴和qT轴转矩电流实际值i_dT和i_qT以及所述x、y方向悬浮力给定值F_x^*和F_y^*进行悬浮电流给定值计算，得到旋转坐标系dS轴和qS轴悬浮电流给定值i_dS^*和i_qS^*；步骤S7：将dT轴和qT轴转矩电流实际值i_dT和i_qT进行角计算，得到角；步骤S8：将dS轴和qS轴悬浮电流给定值i_dS^*和i_qS^*、无轴承磁通切换电机转子的实时位置角θ_r以及角进行αS轴和βS轴悬浮电流给定值计算，得到αS轴和βS轴悬浮电流给定值i_αS^*和i_βS^*；步骤S9：将dT轴和qT轴转矩电流给定值i_dT^*和i_qT^*以及无轴承磁通切换电机转子的实时位置角θ_r进行αT轴和βT轴转矩电流给定值计算，得到αT轴和βT轴转矩电流给定值i_αT^*和i_βT^*；步骤S10：对所述悬浮电流给定值i_αS^*和所述转矩电流给定值i_αT^*进行零序电流给定值计算得到零序电流给定值i_o2^*；步骤S11：通过悬浮电流给定值i_αS^*和i_βS^*、转矩电流给定值i_αT^*和i_βT^*以及零序电流给定值i_o1^*和i_o2^*进行五相电流给定值计算，得到B～F相五相电流给定值i_sD^*、i_sE^*、i_sD^*、i_sE^*、i_sF^*；i_o1^*＝0；步骤S12：根据五相电流给定值i_sD^*、i_sE^*、i_sD^*、i_sE^*、i_sF^*和五相电流实际值i_sB、i_sC、i_sD、i_sE、i_sF得到控制五相逆变桥臂开关状态量SB～SF，其中，当对应相桥臂上管导通，下管关断时S_i＝1，i＝B～F；当对应相桥臂上管关断，下管导通时S_i＝0，i＝B～E；上管和下管互补导通，在S_B‑S_F控制作用下，逆变器输出满足要求的定子电流，实现电机缺相容错运行控制。