【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种五相永磁电机不相邻两相短路故障容错控制方法,特别是五相容错永磁直线电机不相邻两相短路故障容错矢量控制方法。适用于航空航天、电动汽车、深海、医疗器械等对电机的可靠性和动态性能有较高要求的场合。
技术介绍
随着社会的发展以及人们生活水平的提高,对汽车驾乘的舒适性和安全稳定性要求越来越高。作为现代汽车的重要组成部分,悬架系统性能对汽车行驶平顺性和操作稳定性等有着极其重要的影响,因此主动悬架系统的研究受到业内高度重视。作为主动电磁悬架系统的核心部件,圆筒直线电机研究受到重视。电机在短路故障状态下的容错性能,直接决定着电磁悬架的可靠性和连续运行的能力。容错电机在某一相或某两相发生短路故障时,电机仍然具有一定的推力或者转矩输出能力,但是推力或者转矩波动很大,噪声增大,严重恶化系统性能。容错控制的目标是针对不同应用场合对容错电流进行优化,使电机在故障状态下的输出推力或者转矩尽量平滑,并且使电机性能达到或接近故障前的性能。中国专利技术专利申请号为201510059387.2的专利《一种五相容错永磁电机的短路容错控制方法》针对五相容错表贴式永磁旋转电机,将短路故障对电机转矩的影响分解为两部分:一部分是开路故障对转矩的影响;另一部分是短路电流对转矩影响。针对开路故障,采用故障前后磁动势和不变原则以及故障后电流幅值相等原则,优化剩余非故障相的相电流;针对短路电流引起的转矩波动,采用故障后磁动势为零和铜耗最小原则求出非故障相补偿电流;最后两部分电流相加,求得剩余非故障相的电流指令。根据求得的剩余非故障相电流采用电流滞环控制策略,对五相容错表贴式永磁旋转电机进行 ...
【技术保护点】
一种五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路容错矢量控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立五相永磁体内嵌式容错直线电机模型;步骤2,永磁体内嵌式容错直线电机分为A、B、C、D、E这五相,当电机发生B相和E相短路故障时,假设电机B相和E相仅发生开路故障,根据电机故障前后行波磁动势不变原则以及剩余非故障相电流之和为零的约束条件,再由相邻两相C相和D相电流幅值相等作为约束条件,求出B相和E相开路故障后电机容错运行的非故障相电流iA*=1.381(-iq*sin(θ)+id*cos(θ))iC*=2.235(-iq*sin(θ-35π)+id*cos(θ-35π))iD*=2.235(-iq*sin(θ+35π)+id*cos(θ+35π));]]>式中,分别是旋转坐标系下d轴、q轴的电流指令,θ为电角度v直线电机动子运动电速度,τ为极距。步骤3,根据非故障相电流,求取三个非故障相自然坐标系到两相静止坐标系变换的两行三列的推广克拉克变换矩阵Tpost、三行两列的逆变换矩阵以及转置矩阵Tp ...
【技术特征摘要】
1.一种五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路容错矢量控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立五相永磁体内嵌式容错直线电机模型;步骤2,永磁体内嵌式容错直线电机分为A、B、C、D、E这五相,当电机发生B相和E相短路故障时,假设电机B相和E相仅发生开路故障,根据电机故障前后行波磁动势不变原则以及剩余非故障相电流之和为零的约束条件,再由相邻两相C相和D相电流幅值相等作为约束条件,求出B相和E相开路故障后电机容错运行的非故障相电流 i A * = 1.381 ( - i q * sin ( θ ) + i d * cos ( θ ) ) i C * = 2.235 ( - i q * sin ( θ - 3 5 π ) + i d * cos ( θ - 3 5 π ) ) i D * = 2.235 ( - i q * sin ( θ + 3 5 π ) + i d * cos ( θ + 3 5 π ) ) ; ]]>式中,分别是旋转坐标系下d轴、q轴的电流指令,θ为电角度v直线电机动子运动电速度,τ为极距。步骤3,根据非故障相电流,求取三个非故障相自然坐标系到两相静止坐标系变换的两行三列的推广克拉克变换矩阵Tpost、三行两列的逆变换矩阵以及转置矩阵 T p o s t = 0.618 cos 0 1.28 cos 3 π 5 1.28 cos ( - 3 π 5 ) 1.28 0 sin 3 π 5 4.043 sin ( - 3 π 5 ) 4.043 ]]> T p o s t - 1 = 2.235 0.618 c o s 0 0 cos 3 π 5 sin 3 π 5 cos ( - 3 π 5 ) s i n ( - 3 π 5 ) ]]> T p o s t T = 0.618 cos 0 1.28 0 cos 3 π 5 1.28 sin 3 π 5 4.043 cos ( - 3 π 5 ) 1.28 sin ( - 3 π 5 ) 4.043 ; ]]>步骤4,使用非故障相电流抑制故障相短路电流导致的推力波动,求取用于抑制故障相短路电流导致推力波动的非故障相的短路补偿电流(i″A、i″C、i″D),采用推广克拉克变换矩阵Tpost将短路补偿电流(i″A、i″C、i″D)变换到两相静止坐标系上的短路补偿电流(i″α、i″β);步骤5,采用推广克拉克变换矩阵Tpost将在自然坐标系下采样到的剩余三相非故障相电流(iA、iC、iD)变换到两相静止坐标系上的电流(i′α、i′β),并将该电流和步骤4中获得的电流(i″α、i″β)相减得到(iα、iβ),运用派克变换矩阵C2s/2r将(iα、iβ)变换到同步旋转坐标系上的电流(id、iq);或步骤5,将在自然坐标系上采样到的剩余三相非故障相电流(iA、iC、iD),与非故障相的短路补偿电流(i″A、i″C、i″D)相减得到(i′A、i′C、i′D),采用推广克拉克变换矩阵Tpost和派克变换矩阵C2s/2r将(iA′、i′C、i′D)变换到同步旋转坐标系上的反馈电流(id、iq);步骤6,建立五相永磁体内嵌式容错直线电机不相邻两相短路故障状态下在同步旋转坐标系上的数学模型;步骤7,设计一阶惯性前馈电压补偿器,同步旋转坐标系上的电流指令经一阶惯性环节获得前馈补偿电压电流指令和反馈电流(id、iq)的差值经电流内模控制器得控制电压(ud0、uq0),将该电压与前馈补偿电压相加得到同步旋转坐标系上的电压指令采用派克逆变换矩阵C2r/2s将该电压指令变换到两相静止坐标系上的电压步骤8,采用和C2r/2s以及动子永磁磁链设计反电势观测器观测出非故障相反电势(eA、eC、eD) e A e C e D = ω ( T p o s t T C 2 r / 2 s 0 2.5 λ m + 0.206 λ m s i n θ 1 1 1 ) , ]]>根据非故障相反电势(eA、eC、eD)求出故障相反电势(eB、eE) e B = e A ...
【专利技术属性】
技术研发人员:周华伟,刘国海,吉敬华,徐亮,陈前,陈龙,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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