[发明专利]一种五相容错永磁游标电机的控制方法

说明书

本发明公开了一种五相容错永磁游标电机的控制方法，具体步骤为：1)给定转速ω_ref与实测转速ω的差值，作为PID调节器的输入；2)经过PID调节，输出交轴和直轴电流i_d、i_q，作为帕克变换的输入；3)利用Park变换后，将dq坐标系下的电流i_d、i_q转换成静止坐标系的五相电流4)电流与电机实际反馈的电流相比较，通过滞环比较器控制开关器件的关断，从而保证驱动电路PWM的输出，最终的电机电流能够跟随给定值。本发明提出了一种五相永磁容错永磁游标电机的控制方法，该电机集永磁电机的高效率、游标电机的高转矩和容错电机的高可靠性特点为一体。电机在故障后保持电流跟随给定容错控制算法电流，使电机转矩达到正常水平，转矩脉动明显下降。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是一种五相容错永磁游标电机的控制方法。

背景技术

永磁材料的发展推动了永磁电机的发展，其优势在于永磁体的高效稳定性一定程度上提高了整个电机的效率和功率密度。其中转矩密度也是体现电机性能的重要指标，然而传统永磁电机为了提高转矩性能，电机在体积上的增加必然降低了转矩密度。新型磁齿轮结构的永磁电机不仅克服了传统机械齿轮结构所带来的噪声、振动、损耗等方面的问题，而且大幅提高了转矩密度。因此，这种新型磁齿轮结构与永磁电机相结合的永磁游标电机得到了广泛关注和研究。随着对驱动系统可靠性、电机转矩性能要求的不断提高，具有高容错性能的永磁容错电机成为国内外高校以及研究机构的研究热点。其中，多相永磁容错电机的高效率、功率密度及优越的容错性能尤为突出。除了容错性能，驱动控制技术对电机在低速区间的转矩性能也提出了更高的要求。传统的电机通过减少频率、增大极对数来达到低速大转矩。但是，这样的解决方案势必会因为感应电势的下降，电机的体积和容量需不断增加，从而提高了电机成本，降低了运行效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五相容错永磁游标电机的控制方法，采用容错闭环控制系统，通过电流滞环控制器控制功率驱动电路，实现电机跟随外部给定电流。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种五相容错永磁游标电机的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、给定转速ω_ref与实测转速ω的差值，作为PID调节器的输入；

步骤二、对电机进行PID调节，输出交轴和直轴电流i_d、i_q，作为帕克变换的输入；

步骤三、利用帕克变换，将dq坐标系下的电流i_d、i_q转换成静止坐标系的五相电流

步骤四、将电流与电机实际反馈的电流进行比较，通过滞环比较器控制开关器件的关断，从而保证驱动电路PWM的输出，完成五相容错永磁游标电机的控制。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明是基于容错永磁游标电机的控制方法，该电机集永磁电机的高效率、游标电机的高转矩和容错电机的高可靠性特点为一体；2)本发明对比三相电机系统，多相电机驱动控制系统具有谐波干扰少、转矩脉动小、转矩性能高等优势，并且多相电机本身的结构设计就有一定的容错率，比三相电机带故障运行更加平稳。

附图说明

图1为容错永磁游标电机的控制方法原理框图。

图2为五相容错游标电机的整体系统控制图。

图3为五相电机空间坐标系图。

图中编号所代表的含义为：1为PID调节器，2为Park变换模块，3为电流滞环控制器，4为五相容错永磁游标电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。