[发明专利]一种永磁同步电机霍尔传感器容错控制算法

权利要求书

1.一种永磁同步电机霍尔传感器容错控制算法，其特征在于，首先提出了在一个和两个霍尔传感器出现故障的情况下，如何利用正常工作的传感器继续准确的估测转子相位的霍尔传感器容错控制算法，包括：

（1）两霍尔传感器控制算法：

当三相霍尔传感器中的一相出现故障，永磁同步电机将进入两霍尔传感器控制模式，电机控制器将利用剩下的两个正常霍尔信号进行转子相位估计，两个霍尔信号将一个电周期分割并编码为四个不均匀的霍尔区域；根据一阶估测方法，对转子的转速和角加速度进行估计，并估计转子当前的转速，将估测转速积分，并结合当前霍尔区域的参考相位，得到当前的转子相位，估测转速将不均匀的霍尔区间进行了细分；需要说明的是，每经过一个霍尔区域，转子角速度都会更新一次；而角加速度的更新每经过两个霍尔区域进行一次；

（2）单霍尔传感器控制算法：

当三相霍尔传感器中的两相出现故障，永磁同步电机将进入单霍尔传感器控制模式，电机控制器将利用唯一正常霍尔信号进行转子相位估计，霍尔信号将一个电周期分割并编码为2个等间隔的霍尔区域；根据一阶估测方法，对转子的转速和角加速度进行估计，并估计转子当前的转速，将估测转速积分，并结合当前霍尔区域的参考相位，得到当前的转子相位；需要说明的是，转子角速度和角加速度均为每经过一个霍尔区域更新一次；

（3）一个电机模式切换控制算法，该算法用于模式转换过程的控制，当永磁同步电机由一个模式切换到另一个的时候，该算法将更新电机控制算法中的几个变量：霍尔信号、参考相位即当前霍尔区域的起始相位、在本霍尔区域已走过的电角度、在本霍尔区域应走过的理论最小电角度和在理论最大电角度；这几个变量不仅影响永磁同步电机模式切换的平顺性，还对永磁同步电机各模式下的霍尔传感器故障诊断具有重要作用。

2.根据权利要求1所述一种永磁同步电机霍尔传感器容错控制算法，其特征在于，所述两个霍尔信号将一个电周期分割并编码为四个不均匀的霍尔区域是分别编码为10、00、01、11；区域1——区域4间隔的电角度分别是120°、60°、120°、60°。

3.根据权利要求1所述一种永磁同步电机霍尔传感器容错控制算法，其特征在于，所述转子角速度和角加速度均为每经过一个霍尔区域更新一次为经过一个霍尔区域即半个电周期都进行电机转速、加速度估测，假设此时正常相霍尔信号由0跳变到1，估测公式如下：

电机转速

电机加速度an=ωn-ωn-10.5(tn-1+tn-2),]]>

最后，转子相位估测公式为：

θ_t=θ₂+ω_nt+0.5a_nt²；

上述式中，当前霍尔区域的时间是t_n，经过上一霍尔区域的时间是t_n-1；经过上两个霍尔区域的时间是t_n-2；电机当前的转速估计值是ω_n，上一次估计值是ω_n-1；参考相位2表示为θ₂。