[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

说明书

本发明公开了一种用于五相永磁容错电机的SVPWM容错控制方法及装置，方法实施包括获得两相静止坐标系下的电压分量；根据不同的故障类型和故障程度采取相应的故障相电压处理方式；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；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。装置包括方法步骤对应的程序单元。本发明在不改变原有SVPWM驱动控制系统拓扑结构的基础上，从电压的角度考虑故障后的空间电压矢量重构，实现不同故障下最小化重构控制系统，不仅能够确保电机驱动系统在正常和故障工况下均具有良好的运行性能，同时简化了控制器算法。

技术领域

本发明属于多相电机容错控制技术领域，尤其涉及一种用于五相永磁电机的SVPWM控制方法及装置。

背景技术

五相永磁容错电机具有高效率、高功率密度、宽调速范围、低转矩脉动和强容错能力等优点，在航空航天、电动汽车、舰船推进系统等领域得到广泛关注和应用。电机驱动系统发生故障将影响到整个应用系统的正常故障，甚至发生安全事故。因此，对电机驱动系统进行故障容错控制研究，提高电机驱动系统的可靠性具有现实意义。

国内外学者对五相永磁电机容错控制策略的研究已取得了一定的成果。中国发明专利《五相交流电动机一相绕组断开容错控制时电流设定方法》(专利号CN201410008140.3)公开了一种铜耗最小的容错控制方法，中国发明专利《一种五相永磁电机的短路容错控制方法》(专利号CN201610540823.2)公开了一种铜耗最小的容错控制方法，但由于该方法是基于电流滞环控制，存在这开关损耗大、电流波动大等问题。中国发明专利《一种五相容错永磁电机的全矢量控制方法》(专利号CN201510568331.X)公开了一种利用滞环控制特点的全矢量容错控制方法，但是该方法不适用于两相开路情况。中国发明专利《一种改进式SVPWM的五相永磁同步电机单相开路故障的容错控制方法》(专利号201810803410.8)和中国发明专利《基于SVPWM的五相永磁同步电机两相开路故障的容错控制方法》(专利号201810804170.3)分别针对五相永磁电机一相和两相绕组开路故障，提出了相应的SVPWM容错控制方法，克服了基于滞环控制的容错控制系统的缺点，但是，未考虑短路故障情况，而电机驱动系统发生不同的故障具有随机性，不同的故障采用不同的容错结构，将增加驱动系统的复杂度。因此，目前现有的容错控制方法大多基于滞环控制，虽然SVPWM容错控制的研究已取得一定的进展，但往往只针对一种具体的故障情况，不具有通用性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，提出了一种用于五相永磁容错电机的SVPWM容错控制方法及装置，从电压的角度考虑故障后的空间电压矢量重构，能够实现不同故障下最小化重构控制系统，同时简化控制器算法，并且能够确保电机驱动系统在正常和故障工况下均具有良好的运行性能。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种用于五相永磁容错电机的SVPWM容错控制方法，实施步骤包括：步骤1)获得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。

进一步，所述步骤1)的具体过程为：

1.1)实时计算给定转速n^*与电机的实际转速n之间的转速误差，通过PI调节器，得到所需的交轴电流的参考值i_q^*，直轴电流参考值i_d^*＝0；