[发明专利]五相交流电动机一相绕组断开容错控制时相电流设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及交流电动机容错控制领域，特别涉及一种五相交流电动机一相绕组断开容错控制时相电流设定方法。

背景技术

五相交流电动机因其具备容错运行能力在一些关键或特殊得驱动领域的应用越来越受到关注。目前，五相交流电动机一相绕组断开后容错控制时大多采用其他四相正常绕组通入幅值相同的相电流设定方法。具体设定方法如下。

当由变频器供电五相交流电机正常工作时，定子五相绕组通入对称的五相电流时，五相绕组联合产生圆形旋转磁动势，此时a、b、c、d和e五相电流的表达式为

其中，I_m为各相电流的幅值；ω为电流的角频率；为a相电流的初相角。

当a相绕组断相，变频器调整其各相输出电流设定值，由b、c、d和e剩余的四相绕组通电工作，为了产生相同位置和相同幅值的圆形旋转磁动势，电机平稳运行，同时保证各相电流的幅值相同，则变频器所设定定子b、c、d和e四相电流的表达式应为

同理，当其他任意某一相绕组开路时，可以类推出相对应的剩余四相正常绕组应该通入电流的表达式。

此种电流设定方法是各相电流的幅值相同，各相绕组的铜耗相同，但是总铜耗不是最小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种变频器供电的五相交流电动机一相绕组断开容错控制时的电流设定方法，变频器为剩余的四相绕组重新设定电流输出，产生空间位置、幅值和转速都相同的圆形旋转磁动势，电机平稳运行，而且能够剩余四相绕组工作时总铜耗最小。

本发明五相交流电动机一相绕组断开后容错控制时相电流设定方法所采用的技术方案是：当一台五相交流电机由变频器供电，五相交流电机正常工作时，定子a相、b相、c相、d相和e相五相绕组通入幅值为I_m、角频率为ω、初相角为的五相对称电流时，五相绕组联合产生圆形旋转磁动势；当a相绕组断相，变频器调整a相、b相、c相、d相和e相绕组输出电流设定值，变频器为b相、c相、d相和e相绕组通电工作，为了产生与未断相前空间位置、幅值和转速都相同的圆形旋转磁动势，电机平稳运行，同时保证定子各相绕组产生的铜耗之和最小，则变频器所设定通入五相交流电机定子b相、c相、d相和e相四相绕组的电流表达式如下：

当其它任意某一相绕组开路时，可以类推出相对应的剩余四相正常绕组应该通入电流的表达式。

与一相断相后设定剩余四相电流幅值相同的方法相比，本发明电流设定方法铜耗能够降低1.86%。

附图说明

图1是本发明涉及的五相变频器为五相交流电动机供电的原理示意图。

图2是本发明a相绕组断相后由剩余的b、c、d和e四相绕组通电保证电机平稳运行且定子铜耗最小时各相电流的相量图。

具体实施方式

下面依据具体的理论推导就本发明应该五相交流电动机一相绕组断开后容错控制时的既能够产生相同圆形旋转磁场又能使总铜耗最小的电流设定方法做出详细说明。

由五相变频器为五相交流电动机供电的原理示意图如图1所示。五相交流电机定子a、b、c、d和e五相绕组轴线在空间上依次相差2π/5电角度，由变频器供电，当a、b、c、d和e五相绕组通入表达式为

的对称的五相电流时，五相绕组联合产生圆形旋转磁动势。此时，五相电流的空间矢量为下式形式

当a相绕组断相i'_a=0，变频器调整其各相输出电流设定值，假设变频器所设定此时定子b、c、d和e四相绕组通入电流的表达式为

其中，I_mb、I_mc、I_md和I_me分别为需要重新设定的b、c、d和e相电流的幅值；δ_b、δ_c、δ_d和δ_e分别为需要重新设定的b、c、d和e相电流的相位角。

为了保证还能够产生相同位置和相同幅值的圆形旋转磁动势，由式（2）可知，此时各相电流应满足的条件为

令式（9）中的实部和虚部对应相等，可以得到如下两个等式