[发明专利]采用无差拍电流跟踪的五相永磁电机短路容错控制方法

权利要求书

1.一种采用无差拍电流跟踪的正弦或梯形反电势五相永磁电机短路容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，检测五相永磁电机转速，作为电机的反馈转速ω_m，将给定转速ω^*与反馈转速ω_m相比较得到电机的转速误差e_r，采用PI控制器根据转速误差e_r计算得到五相永磁电机的q轴电流，PI控制器的输出量为给定的q轴电流i_q；

步骤2，对短路电流进行补偿，将短路故障等效成开路故障分析处理；

步骤3，重构单相短路情况下的基波空间和三次谐波空间的降阶矩阵；

步骤4，忽略磁阻转矩，利用降阶矩阵得到故障下的基波空间和三次谐波空间中电机的转矩表达式；

步骤5，针对正弦反电势和梯形反电势，构建了由短路相电流和短路相反电势相互作用而产生的额外转矩脉动表达式；

步骤6，为了抵消短路电流引起的额外转矩脉动，通过基波空间和三次谐波空间的转矩表达式，生成能够抵消此转矩脉动的短路抑制电流i_d1s、i_q1s、i_z1s、i_d3s、i_q3s、i_z3s，其中，i_d1s、i_q1s、i_z1s为基波空间中的短路抑制电流，i_d3s、i_q3s、i_z3s为三次谐波空间中的短路抑制电流；

步骤7，针对正弦反电势和梯形反电势的五相永磁电机，通过q轴电流i_q，以及故障情况下的基波空间和三次谐波空间的转矩表达式，得到用以维持平稳输出转矩的开路容错参考电流i_d1o、i_q1o、i_z1o、i_d3o、i_q3o、i_z3o，其中，i_d1o、i_q1o、i_z1o为基波空间中的开路容错参考电流，i_d3o、i_q3o、i_z3o为三次谐波空间中的开路容错参考电流；

步骤8，根据叠加定理，首先将基波空间中的d₁-q₁-z₁轴和三次谐波空间中的d₃-q₃-z₃轴上用以维持平稳输出转矩的参考电流和短路抑制电流经过坐标变换转换到自然坐标系中并叠加，其次通过基波空间的降阶变换矩阵的逆矩阵，将在自然坐标系中整合之后的电流变换到d₁-q₁-z₁轴上，从而形成最优的短路容错参考电流i_dr、i_qr、i_zr；

步骤9，构建正弦反电势五相永磁电机和梯形反电势五相永磁电机在故障状态下的离散模型，采用无差拍模型预测电流控制得到短路故障下的最优容错参考电压u_dr、u_qr、u_zr；

步骤10，将所得到的最优容错参考电压u_dr、u_qr、u_zr经过坐标变换后输入到CPWM模块中，得到各相的开关信号；随后将得到的开关信号输入到逆变器中控制电机，实现五相永磁电机的短路容错控制。

2.根据权利要求1所述的一种采用无差拍电流跟踪的正弦或梯形反电势五相永磁电机短路容错控制方法，其特征在于，所述步骤2中短路故障发生后，故障相对于电机的影响包括：故障相缺失对转矩输出的影响，故障相短路电流对转矩输出的影响；当故障相短路电流产生的转矩影响被抵消时，短路故障模型就能被等效成开路故障模型。