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专利号: 2015109089833
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法,其特征在于:检测轴向磁通切换永磁电机各相绕组实际电流,判断每相绕组是否故障,当正常运行时,采用id=0的AFFSPM电机矢量控制系统,使定子电流与转子磁场相互独立;当断路故障时,根据故障开关状态调节相应故障状态下的其他正常绕组电流;当短路故障时,电流超出极限电流,断开短路故障相,采取断路故障状态下的容错控制策略。

2.按照权利要求1所述的一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法,其特征在于:所述断路故障状态下调节两套正常绕组电流的方法,使故障状态下电机的输出转矩性能基本维持正常运行时转矩性能。

3.按照权利要求2所述的一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法,其特征在于:所述断路故障状态下调节电流的方法包括,获得三相AFFSPM电机的实际转速n和转子*位置θe,将电机的实际转速n与给定转速n进行比较,以及对比较信号进行PI调节后获* *得给定转矩,根据给定转矩获得电枢电流dq轴分量给定值id和iq,对获得的直轴电流给* *定值id和交轴电流给定值iq通过坐标转换后得到各相绕组电流给定值;

正常状态下,AFFSPM电机的三相电流方程:

整个磁动势(TMMF)表达式为:

TMMF=MMFa+MMFb+MMFc (2)

2 2

=NIa1+αNIb1+αNIc1+NIa2+αNIb2+αNIc2其中:θ为电角度,Ij1,Ij2(j=a,b,c)分别表示定子1和定子2中的相电流,Im为三相电流的幅值,α等于1∠120°;

通过dq/abc转换,电流方程可以表示为:

断路故障判断主要类型:

(1)当A1绕组断路时,假设此时正常运行相的电流幅值为Im',则相电流的表达式为:其中,α、β分别是B1、C1相的偏移电角度。将公式(4)带入(2)中,得到:为了保持故障前后的TMMF恒定,必须满足下列条件:简化成:

把公式(7)带入(6)中,可以得到:

所以,当A1绕组发生断路故障时,公式(4)可以写成公式(9),从公式(9)中可以看出,通过改变正常绕组的电流幅值和相位角可以确保磁动势不变;

若A1绕组正常工作,A2、B1、B2、C1、C2任意一绕组发生断路故障时,容错电流调节公式的推导类似式(4)-(9);

(2)当A1和B2绕组断路时,为保持电磁转矩不变,此时电机的电流为:断开A相、B相、C相任意2相中的任一个定子绕组时,容错电流调节公式的推导类似式(10);

(3)当A1和A2绕组断路时,为保持电磁转矩不变,此时电机的电流为:B相、C相两个定子绕组均发生断路故障时,容错电流调节公式的推导类似式(11)。

4.按照权利要求1所述的一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法,其特征在于:所述轴向磁通切换永磁电机具有2组电枢绕组,不但提高了电机的输出转矩,而且当一相电枢绕组出现故障时,可以通过协调控制本组正常电枢绕组和另一组电枢绕组电流,实现电机故障下的正常运行。