[发明专利]一种四相永磁容错电机短路补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机短路补偿控制方法，特别是一种四相永磁容错电机短路补偿控制方法。

背景技术

近年来，随着交流电动机调速技术的迅速发展，研究多电以及全电飞机已经成为航空领域里一个炙手可热的课题。而多电飞机系统的关键技术之一就是电力作动系统的设计。由于电力作动系统广泛应用于飞机刹车、舵面控制以及油泵等关键电力传动系统中，一旦发生故障，故障后电机缺相运行，输出转矩将出现较大的波动，产生较大的机械噪声，系统的整体性能大大降低，甚至不能工作，造成重大损失。因此电力作动系统必须具有很强的安全可靠性和容错性，研究提高系统可靠性的控制策略，减少或避免因故障造成的损失，具有十分重要的现实意义。

自20世纪70年代以来，国外的学者展开了对电机驱动系统可靠性技术的研究，并且取得了一些成果，从现有的文献来看，在方法上主要有两种：采用冗余结构和提高系统容错性能。具体的实现途径主要有以下几个方面：研究具有容错性能的电机结构，开发高可靠性驱动电路的拓扑结构，研究高可靠性的智能控制策略。

现有的容错控制策略，仅限于开路故障，而且算法复杂，需要多次复杂的迭代才能得出最终施加在正常相绕组上的给定电流，整个控制过程不易软件编程。本发明提出了一种简单，易操作适用于短路故障的容错控制策略，大大提高了系统的可靠性和容错性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种简单、有效的容错控制策略，使电机在满足特定技术指标的前提下带故障运行的四相永磁容错电机短路补偿控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种四相永磁容错电机短路补偿控制方法，步骤包括：

1）所述的四相永磁容错电机分为A、B、C、D四相，将每相绕组两端引出，连接上独立的H桥逆变器，并对电力电子器件采取热隔离和物理隔离，之后执行步骤2）；

2）利用霍尔电流传感器检测各相绕组的电流，之后执行步骤3）；

3）当检测到A相绕组电流幅值I_am＞I_m时，I_m为电机正常运行时所通电流的幅值，可知A相发生短路故障，执行步骤4）；当检测到B相绕组电流幅值I_bm＞I_m时，即B相绕组发生短路故障，执行步骤5）；当检测到C相绕组电流幅值I_cm＞I_m时，即C相绕组发生短路故障，执行步骤6）；当检测到D相绕组电流幅值I_dm＞I_m时，即D相绕组发生短路故障，执行步骤7）,当I_am≤I_m且I_bm≤I_m且I_cm≤I_m且I_dm≤I_m时，则执行步骤2）；

4）数字信号处理器控制H桥逆变器上各个晶闸管的通断调整B相绕组电流幅值与A相绕组短路电流幅值一致，B相绕组电流相位与A相绕组正常运行时电流相位一致，并把C、D两相绕组的电流幅值调整为C、D两相绕组正常运行时电流幅值的2倍，C、D两相绕组的电流相位保持不变，本方法结束；

5）数字信号处理器控制H桥逆变器上各个晶闸管的通断调整C相绕组电流幅值与B相绕组短路电流幅值一致，C相绕组电流相位与B相绕组正常运行时电流相位一致，并把A、D两相绕组的电流幅值调整为A、D两相绕组正常运行时电流幅值的2倍，A、D两相绕组的电流相位保持不变，本方法结束；

6）数字信号处理器控制H桥逆变器上各个晶闸管的通断调整D相绕组电流幅值与C相绕组短路电流幅值一致，D相绕组电流相位与C相绕组正常运行时电流相位一致，并把A、B两相绕组的电流幅值调整为A、B两相绕组正常运行时电流幅值的2倍，A、B两相绕组的电流相位保持不变，本方法结束；

7）数字信号处理器控制H桥逆变器上各个晶闸管的通断调整A相绕组电流幅值与D相绕组短路电流幅值一致，A相绕组电流相位与D相绕组正常运行时电流相位一致，并把B、C两相绕组的电流幅值调整为B、C两相绕组正常运行时电流幅值的2倍，B、C两相绕组的电流相位保持不变，本方法结束。