[发明专利]一种用于五相永磁容错电机的SVPWM容错控制方法及装置

权利要求书

1.一种用于五相永磁容错电机的SVPWM容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)获得五相永磁容错电机在两相静止坐标系下的电压分量；

步骤2)根据不同的故障类型和故障程度，补偿不同故障下的感应电动势，获取新的两相静止坐标系下电压分量，以实现通用故障SVPWM容错控制的电压预处理；

步骤2)的具体步骤包括：

2.1)计算电机绕组故障下的五相相电压；

当一相绕组发生开路故障时，设A相发生开路故障，则五相逆变器系统的相电压为：

式中，U_dc为直流母线电压；u_xo其中，x＝A,B,C,D,E，为逆变器输出端与直流母线中点之间的电压；u_on为直流母线中点与电机中性点之间的电压；e_x其中，x＝A,B,C,D,E，为相感应电动势，与电机的永磁磁链和转速变量有关；s_x其中，x＝A,B,C,D,E，为每个桥臂开关函数，当上桥臂导通，s_x＝1，当下桥臂导通，s_x＝0；

当非相邻两相绕组发生开路故障时，设C相和E相发生开路故障，则五相逆变器系统的相电压为：

当相邻两相绕组发生开路故障时，设A相和B相发生开路故障，则五相逆变器系统的相电压为：

当一相绕组发生短路故障时，设A相发生短路故障，则五相逆变器系统的相电压为：

2.2)计算不同故障下直流母线中点与电机中性点之间的电压u_on；

由于u_A+u_B+u_C+u_D+u_E＝0，则A相开路故障下u_on为：

C、E相开路故障下u_on为：

A、B相开路故障下u_on为：

A相短路故障下u_on为：

2.3)故障下五相逆变器系统的相电压，通过五相自然坐标系ABCDE到两相静止坐标系的Clarke变换矩阵，得到故障下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压；

五相自然坐标系ABCDE到两相静止坐标系的Clarke变换矩阵表示为：

式中，α＝0.4π，定义c₁＝cosα，c₂＝cos2α，s₁＝sinα，s₂＝sin2α，则Clarke变换矩阵可简化为：

根据坐标变换，可得A相开路故障下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压：

C、E相开路故障下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压表示为：

A、B两相开路故障下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压表示为：

A相短路故障下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压：

2.5)对故障相感应电动势进行补偿，得到新坐标下α₁-β₁和α₃-β₃子空间的电压；

对于A相开路故障，对A相感应电动势补偿后，得到新坐标下的电压表达式为：

将逆变器的开关函数代入上式，可得感应电动势补偿后的A相开路故障时的空间电压矢量在α₁-β₁坐标系下的分布情况；

对于C、E两相开路故障，对C、E两相感应电动势补偿后，得到新坐标下的电压表达式为：

将逆变器的开关函数代入上式，可得感应电动势补偿后的C、E两相开路故障时的空间电压矢量在α₁-β₁坐标系下的分布情况；

对于A、B两相开路故障，对A、B两相感应电动势补偿后，得到新坐标下的电压表达式为：

将逆变器的开关函数代入上式，可得感应电动势补偿后的A、B两相开路故障时的空间电压矢量在α₁-β₁坐标系下的分布情况；

对于A相短路故障，无需对A相感应电动势进行补偿，空间电压矢量分布与A相开路故障下矢量分布相同；

步骤3)根据新坐标系下电压选择合适的电压矢量合成参考矢量以产生PWM；

步骤4)将得到的各相开关信号输入到逆变器中，并通过选择开关以实现五相永磁容错电机系统的正常运行工况和故障容错运行工况之间的切换。