【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制器的，具体而言，涉及一种提高电机控制器安全性的控制方法。
技术介绍
1、永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度，成为了机械制造领域内的常用器件。
2、永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成，定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗，转子可做成实心，也可用叠片叠压，电枢绕组可采用集中整距绕组的，也可采用分布短距绕组和非常规绕组。
3、传统的三相交流永磁同步电机控制器的主电路拓扑是三相全桥电路，通过控制六个功率开关管的通断，对永磁同步电机进行控制，传统的三相交流永磁同步电机是由u相、v相和w相通过星形方式连接在一起，三相全桥电路中的u相桥臂、v相桥臂、w相桥臂和永磁同步电机的u相、v相、w相对应接在一起，通过控制六个功率开关管控制电机的通断。
4、但是由于功率开关管存在容易击穿、过电流烧毁的特性，所以当三相全桥电路中的某一个开关管损坏之后，电机控制器就无法再继续控制电机，只能把所有开关管关闭，等待永磁同步电机自由停止，这个过程中永磁同步电机处于失控状态，运行状况完全取决于外界条件，因此上述传统的三相全桥电路和控制方法并不能够保障永磁同步电机的正常运行，并且在发生故障之后缺乏对于电机运行电压的自主控制，缺乏安全性。
技术实现思路
1、本专利技术要
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种提高电机控制器安全性的控制方法，永磁同步电机控制器的三相全桥电路包括并联的u相桥臂、v相桥臂和w相桥臂，预先于所述三相全桥电路内增设一n相桥臂并使所述n相桥臂与所述u相桥臂、所述v相桥臂和所述w相桥臂并联，并将所述n相桥臂的中点和永磁同步电机星形连接的中性点电连接，所述控制方法包括以下步骤：
3、步骤s1，判断所述u相桥臂、所述v相桥臂和所述w相桥臂中是否存在至少一个桥臂发生故障：
4、若是，则转向步骤s2；
5、若否，则返回所述步骤s1；
6、步骤s2，判断所述u相桥臂、所述v相桥臂和所述w相桥臂中是否存在至少两个桥臂发生故障：
7、若是，则控制所述u相桥臂、所述v相桥臂和所述w相桥臂关闭，随后退出；
8、若否，则转向步骤s3；
9、步骤s3，获取所述u相桥臂、所述v相桥臂、所述w相桥臂和所述n相桥臂的开关状态并根据各所述开关状态得到一工作状态矢量图，以及根据所述工作状态矢量图得到一合成电压矢量；
10、步骤s4，根据所述合成电压矢量、所述工作状态矢量图、所述三相全桥电路的输入电压和一预设周期时间得到对应的一零矢量时间，以辅助操作人员控制所述永磁同步电机的电压。
11、优选的，所述u相桥臂、所述v相桥臂、所述w相桥臂和所述n相桥臂分别包括一上桥臂和一下桥臂，则所述步骤s3包括：
12、步骤s31，获取各所述上桥臂和各所述下桥臂的开关状态，并根据各所述开关状态得到多个有效工作状态矢量；
13、步骤s32，根据各所述有效工作状态矢量绘制得到所述工作状态矢量图；
14、步骤s33，根据所述工作状态矢量图和各所述有效工作状态矢量得到所述合成电压矢量。
15、优选的，各所述上桥臂导通时的工作状态表征为1，各所述下桥臂导通时的工作状态表征为0，同一所述桥臂内的各所述上桥臂和各所述下桥臂均关闭时的工作状态表征为x，则所述步骤s31包括：
16、步骤s311，获取各所述上桥臂和各所述下桥臂的开关状态，并根据各所述开关状态排列得到包含1、0、x、x的多个开关状态组合；
17、步骤s312，于各所述开关状态组合中筛选得到有效开关状态组合作为各所述有效工作状态矢量。
18、优选的，所述步骤s311中，各所述开关状态组合分别为[1xx0]、[x1x0]、[0xx1]、[x0x1]、[00x0]和[11x1]，则所述步骤s312中，剔除零矢量的所述开关状态组合[00x0]和[11x1]，并将剩下的各所述开关状态组合作为各所述有效工作状态矢量。
19、优选的，所述步骤s32中，四个所述有效工作状态矢量的起点相同，四个所述有效工作状态矢量的终点两两之间相连拼合为呈矩形的所述工作状态矢量图。
20、优选的，所述步骤s33中，于呈矩形的所述工作状态矢量图内得到一内切圆，并将所述内切圆半径的矢量作为所述合成电压矢量。
21、优选的，所述步骤s32中，四个所述有效开关状态矢量将所述内切圆切分为四个扇区，则所述步骤s4包括：
22、步骤s41，针对所述合成电压矢量所处的所述扇区，将所述合成电压矢量拆分为位于构成所述扇区的其中一所述有效工作状态矢量上的第一子矢量，以及以所述第一子矢量的终点为新起点，以所述合成电压矢量的终点为新终点构成的第二子矢量；
23、步骤s42，根据所述合成电压矢量和所述第一子矢量之间的夹角、所述合成电压矢量、所述第一子矢量、所述第二子矢量、所述三相全桥电路的所述输入电压和所述预设周期时间得到第一电压作用时间和第二电压作用时间，并根据所述预设周期时间、所述第一电压作用时间和所述第二电压作用时间得到对应的所述零矢量时间，以辅助操作人员控制所述永磁同步电机的电压。
24、优选的，通过以下计算公式得到所述第一电压作用时间和所述第二电压作用时间：
25、
26、
27、其中，
28、t1表示所述第一电压作用时间；
29、t2表示所述第二电压作用时间；
30、us表示所述合成电压矢量；
31、θ表示所述合成电压矢量和所述第一子矢量之间的夹角；
32、udc表示所述三相全桥电路的所述输入电压；
33、tpwm表示所述预设周期时间。
34、优选的，通过以下计算公式得到所述零矢量时间：
35、t0＝(tpwm-t1-t2)
36、其中，
37、t0表示所述零矢量时间；
38、t1表示所述第一电压作用时间；
39、t2表示所述第二电压作用时间；
40、tpwm表示所述预设周期时间。
41、本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中通过在传统的三相全桥电路当中增设一个并联的n相桥臂，使得即使存在一条桥臂发生故障，依旧能够通过剩下的两条桥臂结合n相桥臂继续正常运行，同时，本专利技术中可以通过采集得到的各相桥臂的开关状态分析处理得到零矢量时间，来辅助操作人员对电机运行电压进行自主控制，提高安全性。
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1.一种提高电机控制器安全性的控制方法，永磁同步电机控制器的三相全桥电路包括并联的U相桥臂、V相桥臂和W相桥臂，其特征在于，预先于所述三相全桥电路内增设一N相桥臂并使所述N相桥臂与所述U相桥臂、所述V相桥臂和所述W相桥臂并联，并将所述N相桥臂的中点和永磁同步电机星形连接的中性点电连接，所述控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述U相桥臂、所述V相桥臂、所述W相桥臂和所述N相桥臂分别包括一上桥臂和一下桥臂，则所述步骤S3包括：
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，各所述上桥臂导通时的工作状态表征为1，各所述下桥臂导通时的工作状态表征为0，同一所述桥臂内的各所述上桥臂和各所述下桥臂均关闭时的工作状态表征为x，则所述步骤S31包括：
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S311中，各所述开关状态组合分别为[1xx0]、[x1x0]、[0xx1]、[x0x1]、[00x0]和[11x1]，则所述步骤S312中，剔除零矢量的所述开关状态组合[00x0]和[11x1]，并将剩下的各所述开关状态组
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S32中，四个所述有效工作状态矢量的起点相同，四个所述有效工作状态矢量的终点两两之间相连拼合为呈矩形的所述工作状态矢量图。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S33中，于呈矩形的所述工作状态矢量图内得到一内切圆，并将所述内切圆半径的矢量作为所述合成电压矢量。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S32中，四个所述有效开关状态矢量将所述内切圆切分为四个扇区，则所述步骤S4包括：
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，通过以下计算公式得到所述第一电压作用时间和所述第二电压作用时间：
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，通过以下计算公式得到所述零矢量时间：
...【技术特征摘要】
1.一种提高电机控制器安全性的控制方法，永磁同步电机控制器的三相全桥电路包括并联的u相桥臂、v相桥臂和w相桥臂，其特征在于，预先于所述三相全桥电路内增设一n相桥臂并使所述n相桥臂与所述u相桥臂、所述v相桥臂和所述w相桥臂并联，并将所述n相桥臂的中点和永磁同步电机星形连接的中性点电连接，所述控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述u相桥臂、所述v相桥臂、所述w相桥臂和所述n相桥臂分别包括一上桥臂和一下桥臂，则所述步骤s3包括：
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，各所述上桥臂导通时的工作状态表征为1，各所述下桥臂导通时的工作状态表征为0，同一所述桥臂内的各所述上桥臂和各所述下桥臂均关闭时的工作状态表征为x，则所述步骤s31包括：
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤s311中，各所述开关状态组合分别为[1xx0]、[x1x0]、[0xx1]、[x0x1]、[00x0]和...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆旭，吴作柱，殷立晋，周鹏，
申请(专利权)人：浙江电驱动创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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