[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

说明书

本发明公开了一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法，包括一个定子、一个转子、两套绕组和两个标准三相逆变器，两套绕组分别采用星形连接方式，且其中性点连接在一起，由两个标准三相逆变器分别驱动构成一个多模式双通道开关磁阻电机系统；有两种运行模式：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，驱动电流为方波；运行模式二为双互感耦合型开关磁阻电机模式，驱动电流为正弦波。当系统发生开关器件故障时，选择运行模式一进行容错控制；当发生一相开路故障时，选择运行模式二进行容错控制；所提容错方法充分利用了故障后系统剩余的控制自由度，保证了故障前后的平均输出转矩不变，能有效降低转矩脉动。

技术领域

本发明涉及电机容错控制技术领域，特别涉及一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法。适用于航空航天、电动汽车、舰船推进系统等对电机的可靠性有较高要求的场合。

背景技术

开关磁阻电机由于其机构简单坚固的特点，在航空航天、电动汽车和煤矿开采等对于可靠性要求高或者工作环境恶劣的领域获得了广泛的关注和应用。在开关磁阻电机系统中控制器和逆变器是可靠性比较薄弱的环节，可以采用双通道的结构，将开关磁阻电机的绕组分成两组，分别由两套独立的控制器和逆变器来控制。

在传统的双通道开关磁阻电机控制系统中，一旦某一通道的电机发生故障，采用的容错控制方法为：切除发生故障的那一通道的电机，仅使用未发生故障的那一通道的电机来继续运行。该方法虽然可以实现一个通道电机故障后的容错运行，但是将故障的那一通道的电机直接切除，仅使用一通道电机运行的方法会造成故障后输出转矩的大幅缺失，也使得发生故障的那一通道的电机和逆变器变得很冗余，在故障下没有发挥任何作用。

发明内容

针对传统双通道开关磁阻电机容错控制方法，造成故障后电机输出转矩大幅缺失，和故障通道电机和逆变器冗余的缺点，本发明提出了一种多模式双通道开关磁阻电机系统的容错控制方法。

为达到技术目的，本发明采用如下技术方案：

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，两套绕组和两个标准的三相逆变器；所述定子共有12个定子槽，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，每个定子齿的弧度为15°；所述转子为一个8极的开关磁阻转子，每个转子极的弧度为15.75°；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，第一套绕组的六个线圈被绕在互不相邻的6个定子齿上，第二套绕组的6个线圈被绕在剩余的6个互不相邻的定子齿上；定义第一套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串联形成第一套绕组的A1相，绕组B11与绕组B12串联形成第一套绕组的B1相，绕组C11与绕组C12串联形成第一套绕组的C1相；绕组A21与绕组A22串联形成第二套绕组的A2相，绕组B21与绕组B22串联形成第二套绕组的B2相，绕组C21与绕组C22串联形成第二套绕组的C2相；

所述两套绕组分别采用星形连接方式，第一套绕组的中性点O1和第二套绕组的中性点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；

所述运行模式一的具体工作方式为：