[发明专利]一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法

说明书

本发明公开了一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法，属于电机控制技术领域。本发明为了解决现有的电机断相故障时的容错控制方法不能抑制共模电压的问题。本发明采用断相前后磁动势守恒原则并以最大转矩输出为约束条件得到了新型空间电压矢量向量图，选择其中幅值最大并且是共模电压幅值最小的十个非零电压矢量并将空间电压矢量向量图分为十个扇区，对参考电压矢量进行扇区判断，并以每次动作最少数量开关管为优化目标确定各基本电压矢量作用顺序，计算基本电压矢量作用顺序以及作用时间；本发明提高了多相电机在故障状态下的运行性能得到明显改善，有效提高调速系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别是涉及一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法。

背景技术

多相永磁同步电机(PMSM)因其具有低压大功率、效率高、可容错、噪声低等性能优点，近年来在各个行业中都得到了广泛的应用。同时，随着微电子和现代电力电子技术的发展，在许多高可靠性要求的应用领域，容错技术得到了广泛的应用。目前，针对多相PMSM的容错控制策略，传统的容错控制方法多为滞环控制和直接转矩控制(DTC)，但是这两种方法均未考虑共模电压的问题，会在电机的转轴感应出高幅值轴电压，并形成轴电流，使得电动机轴承快速损坏，缩短电动机使用寿命。因此，针对多相PMSM在容错状态运行下，同时抑制共模电压的研究十分有必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法，有效抑制系统容错运行过程中共模电压对电机轴承的不利影响。

一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法，包括如下步骤：

S1、当多相电机出现一相断相故障时，建立断相后的电机模型，根据磁动势守恒和最大输出转矩为条件建立新型空间电压矢量向量图；

S2、根据电压矢量大同时共模电压小选择所述空间电压矢量向量图中的十个电压矢量作为基本电压矢量；

S3、判断参考电压矢量所在扇区，根据每次动作最少开关管为优化目标确定各基本电压矢量作用顺序并计算基本电压矢量作用时间。

优选的，步骤S1包括：

建立六相电机正常运行时的电流；

以各相电流的最大幅值作为目标函数，得到修正后的剩余五相电流；

根据修正后的电流相位和幅值得到所述多相电机出现一相断相故障后的新型空间向量图。

优选的，包括如下步骤：所述目标函数为：

其中，a_X和b_X表示的是剩余五相电流在α轴和β轴上的投影量。

优选的，步骤S2具体包括：

在所述空间电压矢量向量图中选择十个幅值最大的电压矢量作为基本电压矢量，所述十个基本电压矢量构成十个扇区。

优选的，步骤S3包括：

根据参考电压的极坐标角度值判断所述参考电压矢量所在的扇区；

选择与所述参考电压矢量相邻的两个基本电压矢量和零矢量合成参考矢量；

根据每次动作最少开关管为优化目标确定各基本电压矢量作用顺序；

计算各基本电压矢量的作用时间。

如上所述，本发明提供的一种多相电机故障的空间矢量脉宽调制方法，具有如下效果：