[发明专利]一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法

权利要求书

1.一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法，其特征在于，

所述多模式双通道开关磁阻电机系统包括定子，转子，两套绕组和两个三相逆变器；所述定子有定子槽，所述定子槽采用梯形槽结构，所述定子的定子齿采用直齿结构；所述转子为开关磁阻转子；所述两套绕组都采用集中绕组结构，每套绕组包含六个线圈，通道1绕组的六个线圈被绕在互不相邻的6个定子齿上，通道2绕组的6个线圈被绕在剩余的6个互不相邻的定子齿上；定义通道1绕组中的其中一个线圈为绕组A11，以绕组A11为初始位置，顺时针方向依次摆放的是绕组C21、绕组B11、绕组A22、绕组C11、绕组B22、绕组A12、绕组C22、绕组B12、绕组A21、绕组C12、绕组B21；绕组A11与绕组A12串联形成通道1绕组的A1相，绕组B11与绕组B12串联形成通道1绕组的B1相，绕组C11与绕组C12串联形成通道1绕组的C1相；绕组A21与绕组A22串联形成通道2绕组的A2相，绕组B21与绕组B22串联形成通道2绕组的B2相，绕组C21与绕组C22串联形成通道2绕组的C2相；

所述两套绕组分别采用星形连接方式，通道1绕组的中性点O1和通道2绕组的中性点O2连接在一起；所述两个标准的三相逆变器分别驱动两套绕组，形成一个双通道的开关磁阻电机系统；

所述多模式双通道开关磁阻电机系统可以运行在两种模式，运行模式一为H-桥逆变器驱动的传统三相开关磁阻电机工作模式，该模式下注入电流为方波；运行模式二为双互感耦合型开关磁阻电机工作模式，该模式下注入电流为正弦波；

当多模式双通道开关磁阻电机系统发生逆变器故障，某一逆变器开关器件发生故障时，所述多模式双通道开关磁阻电机系统选择所述运行模式一来进行容错控制；当多模式双通道开关磁阻电机系统发生一相开路故障时，选择所述运行模式二来进行容错控制。

2.根据权利要求1所述一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法，其特征在于，当多模式双通道开关磁阻电机系统发生逆变器故障，某一逆变器开关器件发生故障时，所述多模式双通道开关磁阻电机系统选择所述运行模式一来进行容错控制的具体方法为：

根据磁共能法可以求得电机的电磁转矩表达式为：

其中，T_e为电磁转矩，W为电机的磁共能，θ为电机的转子位置角；

磁共能的表达式如下：

其中，i为相电流向量，L(θ)为电感矩阵；

三相开关磁阻电机的电磁转矩表达式为：

其中，i_A，i_B和i_C分别为A、B、C相的电流，L_A，L_B和L_C分别为A、B、C相的自感，M_AB，M_AC和M_BC分别是AB相、AC相和BC相的互感；

当所述多模式双通道开关磁阻电机运行在模式一时，其互感很小可以忽略，因此电机的输出转矩只与电机的自感和A、B、C相电流的平方有关；

当所述多模式双通道开关磁阻电机系统发生某一开关器件故障时，假设为A相驱动H桥电路的开关器件S₁发生故障时：通过改变A相电流的方向来进行容错控制，具体方式如下：

当需要给A相通入方波电流时，正常运行情况下的电流流动路径为：开关器件S₁-绕组A1-中性点O1-中性点O2-绕组A2-开关器件S₈；当开关器件S₁发生故障，因为电机的转矩与电流的平方相关，改变电流的方向不会改变输出转矩的大小，因此可以通过改变A相电流的方向，将开关器件S₁隔离出去，实现容错控制，此时容错控制下A相电流的流动路径为：开关器件S₇-绕组A2-中性点O2-中性点O1-绕组A1-开关器件S₂。