一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法技术

本申请公开了一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，涉及双凸极电机领域，该方法针对包含两个电流传感器的双凸极电机，在确定发生电流传感器信号丢失故障时，在相应的电角度区间内按照相应的容错控制方法对双凸极电机驱动系统进行控制，从而使得仍然可以通过另一个电流传感器准确获取到电流环的反馈值，可以实现电流传感器信号丢失故障下系统容错运行，避免双凸极电机出现过电流的现象，且降低了转矩脉动。且降低了转矩脉动。且降低了转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】
一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法


[0001]本申请涉及双凸极电机领域，尤其是一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法。

技术介绍

[0002]双凸极电机是在开关磁阻电机的基础上发展而来的一种新型电机，其定子和转子均为凸极结构，三相电枢绕组集中安装在定子上，转子无绕组，因此具有结构简单、控制灵活、容错性能好、适合高速运行等优点，成为研究热点。
[0003]双凸极电机驱动系统常见的控制策略是转速电流双闭环控制，其中，电流闭环需要精确的相电流反馈信息。但是在双凸极电机驱动系统运行过程中，容易出现电流传感器信号丢失故障，比如申请号为2022106211142、专利名称为“一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障诊断方法”的专利公开了检测电流传感器信号是否出现丢失故障的方法。电流传感器信号丢失故障表现为传感器输出恒为0，当电流传感器存在信号丢失故障时，不仅会使得双凸极电机出现很大的相电流而可能烧坏双凸极电机的相绕组，还会产生很大的转矩脉动，严重时会造成双凸极电机停机。

技术实现思路

[0004]本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，本申请的技术方案如下：
[0005]一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，该双凸极电机的A相绕组、B相绕组、C相绕组的一端分别连接至桥式变换器的第一桥臂的桥臂中点、第二桥臂的桥臂中点和第三桥臂的桥臂中点，三个相绕组的另一端相连实现星型连接，第一电流传感器与A相绕组串联、第二电流传感器与B相绕组串联；双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法包括：
[0006]当确定第一电流传感器发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第一预定电角度区间内按照第一容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断，并将第二电流传感器感应到的电流值的绝对值作为电流环的反馈值，第一预定电角度区间是无法通过发生信号丢失故障的第一电流传感器得到三相绕组的相电流的电角度区间；
[0007]当确定第二电流传感器发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第二预定电角度区间内按照第二容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断，并将第一电流传感器感应到的电流值的绝对值作为电流环的反馈值；第二预定电角度区间是无法通过发生信号丢失故障的第二电流传感器得到三相绕组的相电流的电角度区间。
[0008]其进一步的技术方案为，当两个电流传感器均未发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第一扇区内控制第一桥臂的上桥臂开关管T1和第三桥臂的下桥臂开关管T2导通、并控制其他各个开关管关断；在每个电角度周期的第二扇区内控制第二桥臂的上桥臂开关管T3和第一桥臂的下桥臂开关管T4导通、并控制其他各个开关管关断；在每个电角度
周期的第三扇区内控制第三桥臂的上桥臂开关管T5和第二桥臂的下桥臂开关管T6导通、并控制其他各个开关管关断；
[0009]当确定第一电流传感器发生信号丢失故障时，确定每个电角度周期内的第一扇区为第一预定电角度区间；
[0010]当确定第二电流传感器发生信号丢失故障时，确定每个电角度周期内的第三扇区为第二预定电角度区间。
[0011]其进一步的技术方案为，在每个电角度周期的第一预定电角度区间内按照第一容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断的方法包括：
[0012]在每个电角度周期的第一扇区内控制第一桥臂的上桥臂开关管T1和第二桥臂的下桥臂开关管T6导通，并控制其他各个开关管关断，则第二电流传感器在第一扇区内感应到的电流值i
LEM2
＝
‑
i
a
＝i
b
，其中，i
a
表示A相绕组的相电流，i
b
表示B相绕组的相电流。
[0013]其进一步的技术方案为，在每个电角度周期的第一预定电角度区间内按照第一容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断的方法包括：
[0014]在每个电角度周期的第一扇区内控制第三桥臂的下桥臂开关管T2和第二桥臂的上桥臂开关管T3导通，并控制其他各个开关管关断，则第二电流传感器在第一扇区内感应到的电流值i
LEM2
＝i
b
＝
‑
i
c
，其中，i
b
表示B相绕组的相电流,i
c
表示C相绕组的相电流。
[0015]其进一步的技术方案为，在每个电角度周期的第二预定电角度区间内按照第二容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断的方法包括：
[0016]在每个电角度周期的第三扇区内控制第一桥臂的上桥臂开关管T1和第二桥臂的下桥臂开关管T6导通，并控制其他各个开关管关断，则第一电流传感器在第二预定电角度区间内感应到的电流值i
LEM1
＝i
a
＝
‑
i
b
，其中，i
a
表示A相绕组的相电流，i
b
表示B相绕组的相电流。
[0017]其进一步的技术方案为，在每个电角度周期的第二预定电角度区间内按照第二容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断的方法包括：
[0018]在每个电角度周期的第三扇区内控制第一桥臂的下桥臂开关管T4和第三桥臂的上桥臂开关管T5导通，并控制其他各个开关管关断，则第一电流传感器在第二预定电角度区间内感应到的电流值i
LEM1
＝i
a
＝
‑
i
c
，其中，i
a
表示A相绕组的相电流,i
c
表示C相绕组的相电流。
[0019]本申请的有益技术效果是：
[0020]本申请公开了一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，该方法针对包含两个电流传感器的双凸极电机，在按照已有方法诊断确定存在电流传感器信号丢失故障时，通过相应的容错控制方法对双凸极电机驱动系统进行控制，并仍然可以通过另一个电流传感器准确获取到电流环的反馈值，从而可以避免双凸极电机出现过电流的现象，可以实现电流传感器信号丢失故障下系统容错运行，且降低了转矩脉动，经过实测，在本申请的容错控制方法下，转矩输出为电流传感器正常的5/6，另外本申请的方法还可以扩展应用到无刷直流电机驱动系统电流传感器故障容错中，应用广泛。
附图说明
[0021]图1是本申请针对的包含两个电流传感器的双凸极电机的系统拓扑结构示意图。
[0022]图2是按照三相三拍控制方法控制图1的拓扑结构时，双凸极电机的三相绕组的电感曲线和功率管导通逻辑图。
[0023]图3中的(a)和(b)是在第一电流传感器发生信号丢失故障时，分别按照两种不同实施例中的第一容错控制方法对拓扑结构时，双凸极电机的三相绕组的电感曲线和功率管导通逻辑图。
[0024]图3中的(c)和(d)是在第二电流传感器发生信号丢失故障时，分别按照两种不同实施例中的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，其特征在于，双凸极电机的A相绕组、B相绕组、C相绕组的一端分别连接至桥式变换器的第一桥臂的桥臂中点、第二桥臂的桥臂中点和第三桥臂的桥臂中点，三个相绕组的另一端相连实现星型连接，第一电流传感器与A相绕组串联、第二电流传感器与B相绕组串联；所述双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法包括：当确定所述第一电流传感器发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第一预定电角度区间内按照第一容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断，并将所述第二电流传感器感应到的电流值的绝对值作为电流环的反馈值，所述第一预定电角度区间是无法通过发生信号丢失故障的所述第一电流传感器得到三相绕组的相电流的电角度区间；当确定所述第二电流传感器发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第二预定电角度区间内按照第二容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断，并将所述第一电流传感器感应到的电流值的绝对值作为电流环的反馈值；所述第二预定电角度区间是无法通过发生信号丢失故障的所述第二电流传感器得到三相绕组的相电流的电角度区间。2.根据权利要求1所述的双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，其特征在于，当两个电流传感器均未发生信号丢失故障时，在每个电角度周期的第一扇区内控制第一桥臂的上桥臂开关管T1和第三桥臂的下桥臂开关管T2导通、并控制其他各个开关管关断；在每个电角度周期的第二扇区内控制第二桥臂的上桥臂开关管T3和第一桥臂的下桥臂开关管T4导通、并控制其他各个开关管关断；在每个电角度周期的第三扇区内控制第三桥臂的上桥臂开关管T5和第二桥臂的下桥臂开关管T6导通、并控制其他各个开关管关断；当确定所述第一电流传感器发生信号丢失故障时，确定每个电角度周期内的第一扇区为第一预定电角度区间；当确定所述第二电流传感器发生信号丢失故障时，确定每个电角度周期内的第三扇区为第二预定电角度区间。3.根据权利要求2所述的双凸极电机电流传感器信号丢失故障容错控制方法，其特征在于，在每个电角度周期的第一预定电角度区间内按照第一容错控制方法控制桥式变换器中各个开关管的通断的方法包括：在每个电角度周期的第一扇区内控制第一桥臂的上桥臂开关管T1和第二桥臂的下桥臂开关管T6导通，并控制其他各个开关管关断，则所述第二电流传感器在所述第一扇区内感应到的电流值i
LEM2
＝
‑
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义军，周波，房文静，陈薇谦，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：