一种三相电机的容错控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种三相电机的容错控制方法及装置，用于由三相电机和对应的三相逆变桥构成的驱动电路，其中三相逆变桥中某一相的桥臂发生断路故障或三相电机中的某一相发生开路故障，使得驱动电路中剩余大小相等、方向相反的两相电流，容错控制方法包括：获取驱动电路中的三相电流，将三相电流转换为d轴电流和q轴电流；获取转矩命令值，根据转矩命令值和d轴电流和q轴电流求解相电流参考值；以及基于相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，基于占空比输出相应的PWM信号至驱动电路以实现容错控制。现容错控制。现容错控制。

【技术实现步骤摘要】
一种三相电机的容错控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及逆变器容错控制领域，尤其涉及一种三相电机的容错控制方法及装置。

技术介绍

[0002]现今电动汽车的普及率逐年提高，相比于传统汽车机械的零部件来说，电动汽车中的电力电子零件会因恶劣工况或外部干扰等因素发生损坏的概率更高。例如，电驱动系统中的功率开关管就有着较高的失效概率。
[0003]与此同时，对于电动汽车用户来说，车辆能够跛行回家的功能十分重要，可以避免出现停在半路而车辆无法移动的情况，因此电动车辆中电驱动系统的容错控制非常重要。
[0004]现有技术中电驱动系统的容错控制方法及拓扑结构多种多样，例如可以通过更改逆变器的拓扑结构，增加额外的电压矢量，从而形成原型磁链，再进行电机控制。然而更改拓扑增加了额外的成本支出，增加装置复杂度的同时也不利于广泛的推广应用。
[0005]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种三相电机的容错控制方法及装置，适用于三相逆变桥中某一相的桥臂发生断路故障或三相电机中的某一相发生开路故障，使得逆变器驱动电路中剩余大小相等、方向相反的两相电流，并在不更改三相逆变器驱动电路拓扑的前提下对三相电机实现容错控制，从而实现两相电机的控制，进而实现电动汽车整车跛行回家的功能。

技术实现思路

[0006]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0007]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种三相电机的容错控制方法，用于由该三相电机和对应的三相逆变桥构成的驱动电路，其中该三相逆变桥中某一相的桥臂发生断路故障或该三相电机中的某一相发生开路故障，使得该驱动电路中剩余大小相等、方向相反的两相电流，该容错控制方法包括：获取该驱动电路中的三相电流，将该三相电流转换为d轴电流和q轴电流；获取转矩命令值，根据该转矩命令值和该d轴电流和q轴电流求解相电流参考值；以及基于该相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，基于该占空比输出相应的PWM信号至该驱动电路以实现容错控制。
[0008]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制方法中，该将该三相电流转换为d轴电流和q轴电流，包括：根据以下公式将该三相电流转换为d轴电流和q轴电流：
[0009][0010][0011][0012]其中，i
d
、i
q
分别为d轴和q轴的电流，i0为零序电流，i
a
、i
b
、i
c
为该三相电流，θ为转子角度。
[0013]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制方法中，该根据该转矩命令值和该d轴电流和q轴电流求解相电流参考值，包括：将该i
d
、i
q
代入以下转矩公式：
[0014][0015]得到该相电流参考值的方程如下：
[0016][0017]其中，P为极对数，为转子磁链，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴的电感；以及求解该方程以得到该相电流参考值。
[0018]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制方法中，该求解该方程以得到该相电流参考值，包括：求解该相电流参考值的方程得到：
[0019]或者
[0020][0021]选取该二者中绝对值较小的作为该相电流参考值。
[0022]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制方法中，还包括：当θ不满足以下条件时，控制该驱动电路进入ASC或FW状态：
[0023]且
[0024][0025]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制方法中，该基于该相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，包括：将该相电流参考值和该对应相的实际电流值作差，由PI控制器基于该差值经过闭环控制生成该占空比。
[0026]本专利技术的另一方面还提供了一种三相电机的容错控制装置，用于由该三相电机和对应的三相逆变桥构成的驱动电路，其中该三相逆变桥中某一相的桥臂发生断路故障或该
三相电机中的某一相发生开路故障，使得该驱动电路中剩余大小相等、方向相反的两相电流，该容错控制装置包括：存储器；以及与该存储器耦接的处理器，该处理器配置用于：获取该驱动电路中的三相电流，将该三相电流转换为d轴电流和q轴电流；获取转矩命令值，根据该转矩命令值和该d轴电流和q轴电流求解相电流参考值；以及基于该相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，基于该占空比输出相应的PWM信号至该驱动电路以实现容错控制。
[0027]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制装置中，该处理器进一步配置用于：根据以下公式将该三相电流转换为d轴电流和q轴电流：
[0028][0029][0030][0031]其中，i
d
、i
q
分别为d轴和q轴的电流，i0为零序电流，i
a
、i
b
、i
c
为该三相电流，θ为转子角度。
[0032]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制装置中，该处理器进一步配置用于：将该i
d
、i
q
代入以下转矩公式：
[0033][0034]得到该相电流参考值的方程如下：
[0035][0036]其中，P为极对数，为转子磁链，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴的电感；以及求解该方程以得到该相电流参考值。
[0037]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制装置中，该处理器进一步配置用于：求解该相电流参考值的方程得到：
[0038]或者
[0039][0040]选取该二者中绝对值较小的作为该相电流参考值。
[0041]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制装置中，该处理器进一步配置用于：当θ不满足以下条件时，控制该驱动电路进入ASC或FW状态：
[0042]且
[0043][0044]在一实施例中，优选地，在本专利技术提供的三相电机的容错控制装置中，该处理器进一步配置用于：将该相电流参考值和该对应相的实际电流值作差，由PI控制器基于该差值经过闭环控制生成该占空比。
[0045]本专利技术还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上文中任一项所描述的三相电机的容错控制方法。
附图说明
[0046]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相电机的容错控制方法，用于由所述三相电机和对应的三相逆变桥构成的驱动电路，其中所述三相逆变桥中某一相的桥臂发生断路故障或所述三相电机中的某一相发生开路故障，使得所述驱动电路中剩余大小相等、方向相反的两相电流，所述容错控制方法包括：获取所述驱动电路中的三相电流，将所述三相电流转换为d轴电流和q轴电流；获取转矩命令值，根据所述转矩命令值和所述d轴电流和q轴电流求解相电流参考值；以及基于所述相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，基于所述占空比输出相应的PWM信号至所述驱动电路以实现容错控制。2.如权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于，所述将所述三相电流转换为d轴电流和q轴电流，包括：根据以下公式将所述三相电流转换为d轴电流和q轴电流：根据以下公式将所述三相电流转换为d轴电流和q轴电流：根据以下公式将所述三相电流转换为d轴电流和q轴电流：其中，i
d
、i
q
分别为d轴和q轴的电流，i0为零序电流，i
a
、i
b
、i
c
为所述三相电流，θ为转子角度。3.如权利要求2所述的容错控制方法，其特征在于，所述根据所述转矩命令值和所述d轴电流和q轴电流求解相电流参考值，包括：将所述i
d
、i
q
代入以下转矩公式：得到所述相电流参考值的方程如下：其中，P为极对数，为转子磁链，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴的电感；以及求解该方程以得到所述相电流参考值。4.如权利要求3所述的容错控制方法，其特征在于，所述求解该方程以得到所述相电流参考值，包括：求解所述相电流参考值的方程得到：或者
选取该二者中绝对值较小的作为所述相电流参考值。5.如权利要求4所述的容错控制方法，其特征在于，还包括：当θ不满足以下条件时，控制所述驱动电路进入ASC或FW状态：且6.如权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于，所述基于所述相电流参考值和对应相的实际电流值生成占空比，包括：将所述相电流参考值和所述对应相的实际电流值作差，由PI控制器基于该差值经过闭环控制生成所述占空比。7.一种三相电机的容错控制装置，用于由所述三相电机和对应的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振世，赵万祥，宋俊峰，李旭东，杨红，鲍骢鸣，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：