一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法及其系統(tǒng)，任一三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法包括如下步驟：獲得給定轉(zhuǎn)矩；獲得直軸電流給定值和交軸電流給定值；對所述直軸電流給定值和交軸電流給定值通過變換后得到正常狀態(tài)下的各相繞組電流給定值；檢測三相永磁容錯電機(jī)各相繞組實際電流；判斷任一相繞組是否發(fā)生短路或開路故障，是則利用故障狀態(tài)下的給定電流計算公式得出故障狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，將故障狀態(tài)下的各相繞組電流給定值與三相永磁容錯電機(jī)各相繞組實際電流進(jìn)行比較，根據(jù)比較信號轉(zhuǎn)換為三相H橋逆變器控制信號；本發(fā)明能夠合理有效分配轉(zhuǎn)矩，使得系統(tǒng)故障時能維持運行。
【專利說明】一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁容錯電機(jī)控制領(lǐng)域，具體為一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單電機(jī)容錯系統(tǒng)雖然克服了可靠性要求較高領(lǐng)域應(yīng)用中的大多數(shù)問題，但是對于非備份式容錯系統(tǒng)，一臺電機(jī)完全失效也應(yīng)該列入考慮范圍?？刂破骱头答佅到y(tǒng)的冗余對于提高系統(tǒng)可靠性也具有有益效果，而目前國內(nèi)都僅研究了單臺永磁容錯電機(jī)(FTPMM)的設(shè)計及容錯控制，沒有對于電源失效、控制器故障和反饋系統(tǒng)故障等問題進(jìn)行研究。澳大利亞Adelaide大學(xué)的Nesimi博士在2001年提出了雙余度永磁容錯電機(jī)(FTPMM)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將兩個相同的永磁容錯電機(jī)(FTPMM)共軸連接，每個電機(jī)采用獨立的供電電源、控制器和反饋系統(tǒng)，既可獨立的工作，也可同軸驅(qū)動負(fù)載，即使其中一個電機(jī)模塊完全失效，另一個電機(jī)模塊也能夠繼續(xù)工作，當(dāng)出現(xiàn)電源失效、控制器故障、反饋系統(tǒng)故障等嚴(yán)重故障時也不至于使整個系統(tǒng)完全癱瘓。較單臺容錯控制系統(tǒng)而言，雖然雙余度控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)可靠性，但增加了電機(jī)制造成本，降低了空間利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種能夠合理有效分配轉(zhuǎn)矩，使得系統(tǒng)故障時能維持運行，具有良好的動態(tài)和靜態(tài)性能的雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法及其系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法，應(yīng)用于由兩個獨立的三相永磁容錯電機(jī)構(gòu)成的雙余度結(jié)構(gòu)，每一三相永磁容錯電機(jī)連接一三相H橋逆變器,任一三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法包括如下步驟:
[0006]步驟1:將三相永磁容錯電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，對比較信號進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后獲得給定轉(zhuǎn)矩，執(zhí)行步驟2 ；
[0007]步驟2:根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得直軸電流給定值和交軸電流給定值，執(zhí)行步驟3 ；
[0008]步驟3:對所述直軸電流給定值和交軸電流給定值通過2r/2s變換和2s/3s變換后得到正常狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，執(zhí)行步驟4 ；
[0009]步驟4:檢測三相永磁容錯電機(jī)各相繞組實際電流，執(zhí)行步驟5 ；
[0010]步驟5:判斷任一相繞組是否發(fā)生短路或開路故障，是則執(zhí)行步驟6，否則執(zhí)行步驟8 ;
[0011]步驟6:根據(jù)各相繞組發(fā)生短路或開路故障的判斷結(jié)果，利用故障狀態(tài)下的給定電流計算公式得出故障狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，所述故障狀態(tài)下的給定電流計算公式為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法，應(yīng)用于由兩個獨立的三相永磁容錯電機(jī)構(gòu)成的雙余度結(jié)構(gòu)，每一三相永磁容錯電機(jī)連接一三相H橋逆變器，其特征在于任一三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法包括如下步驟: 步驟1:將三相永磁容錯電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，對比較信號進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后獲得給定轉(zhuǎn)矩，執(zhí)行步驟2 ； 步驟2:根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得直軸電流給定值和交軸電流給定值，執(zhí)行步驟3 ； 步驟3:對所述直軸電流給定值和交軸電流給定值通過2r/2s變換和2s/3s變換后得到正常狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，執(zhí)行步驟4 ； 步驟4:檢測三相永磁容錯電機(jī)各相繞組實際電流，執(zhí)行步驟5 ； 步驟5:判斷任一相繞組是否發(fā)生短路或開路故障，是則執(zhí)行步驟6，否則執(zhí)行步驟8 ；步驟6:根據(jù)各相繞組發(fā)生短路或開路故障的判斷結(jié)果，利用故障狀態(tài)下的給定電流計算公式得出故障狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，所述故障狀態(tài)下的給定電流計算公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制方法，其特征在于所述步驟2具體為: 設(shè)定直軸電流給定值為零，根據(jù)公式T =√3.2npΨfiφcf獲得交軸電流給定值，其中Ψf為轉(zhuǎn)子磁鏈、np為磁極對數(shù)、Te為電磁轉(zhuǎn)矩、iqref為交軸電流給定值。
3.—種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制系統(tǒng)，應(yīng)用于由兩個獨立的三相永磁容錯電機(jī)構(gòu)成的雙余度結(jié)構(gòu)，每一三相永磁容錯電機(jī)連接一三相H橋逆變器，其特征在于包括兩個結(jié)構(gòu)相同的分別對應(yīng)一三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制系統(tǒng)； 任一所述容錯控制系統(tǒng)包括: 獲得三相永磁容錯電機(jī)實際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速獲取單元； 連接轉(zhuǎn)速獲取單元，將所述三相永磁容錯電機(jī)實際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，以及對比較信號進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后獲得給定轉(zhuǎn)矩的速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器； 連接速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器，用于根據(jù)所述給定轉(zhuǎn)矩獲得直軸電流給定值和交軸電流給定值的第一獲取單元； 用于檢測三相永磁容錯電機(jī)各相繞組實際電流的電流檢測單元； 連接第一獲取單元，用于對所述直軸電流給定值和交軸電流給定值通過2r/2s變換和2s/3s變換后得到正常狀態(tài)下的各相繞組電流給定值的第一變換單元； 連接電流檢測單元，用于根據(jù)三相永磁容錯電機(jī)的各相繞組電流變化判斷任一相繞組是否發(fā)生短路或開路故障的故障判斷單元； 連接故障判斷單元和 第一變換單元，用于根據(jù)各相繞組發(fā)生短路或開路故障的判斷結(jié)果，利用故障狀態(tài)下的給定電流計算公式得出故障狀態(tài)下的各相繞組電流給定值，所述故障狀態(tài)下的給定電流計算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙繞組三相永磁容錯電機(jī)的容錯控制系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)速獲取單元包括: 用于檢測三相永磁容錯電機(jī)位置的位置檢測單元； 和連接位置檢測單元，根據(jù)三相永磁容錯電機(jī)位置計算實際轉(zhuǎn)速的速度計算單元。
【文檔編號】H02P21/00GK103929108SQ201410182747
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】朱景偉, 王霞, 閆新遠(yuǎn), 鞏洪峰, 董慶明 申請人:大連海事大學(xué)