[发明专利]一种高可靠五相永磁电机伺服控制器

说明书

本发明属于多相永磁电机控制技术，涉及一种高可靠五相永磁电机伺服控制器。包括：电源模块、信号采集模块、位置解码模块、处理器模块、五相H桥型功率模块、缓冲模块。控制器外接48V蓄电池，经过电源模块产生多路二次电源为其它模块供电，处理器采集电机相电流及电机转子位置信号，采用基于四矢量组合的SVPWM控制算法，将生成的PWM信号施加于五相H桥型功率模块，缓冲模块对电机出现绕组短路故障时的瞬态冲击进行抑制，处理器采用容错算法，隔离故障相并利用剩余相产生相应的电磁转矩，实现电机正常伺服运行。本发明一种高可靠五相永磁电机伺服控制器，采用五相电机矢量控制算法及容错控制算法，提高了系统可靠性。

技术领域

本发明涉及一种高可靠五相永磁电机伺服控制技术。

背景技术

三相永磁电机作为工业通用设备，广泛应用于机床主轴、交通运输、医疗机械等场合，但是在可靠性要求较高的领域，例如电动汽车，由于三相永磁电机不具有结构上的电气隔离、磁隔离等优点，所以多相永磁电机应用而生，多相永磁电机具有容错功能，当电机一相绕组甚至是两相绕组短路或断路时，采用合理的重构算法，可以实现在故障状态下的正常带载运行，传统多相永磁电机多采用SPWM算法，造成系统动态响应差、稳态精度低，或者采用SVPWM算法时，没有对谐波电压矢量进行很好的抑制，导致电机相电流波形正弦性差，发热严重，降低了电机寿命。

因此，采用一种高可靠五相永磁电机伺服控制器，控制器采集电机相电流、转子位置实时信息，结合五相电机的数学模型，将三相永磁电机矢量控制算法推广至五相电机，采用四矢量组合的方式满足基波参考电压矢量的需求及谐波电压的削弱，同时根据检测到的电机故障类别，在剩余相电流幅值大小不变及关于故障相对称的约束下，采取相应的容错算法，实现了电机由正常工作状态至故障状态时的切换，提高了系统可靠性。

发明内容

本发明的目的是：提出一种高可靠五相永磁电机伺服控制器。

本发明的技术方案是：一种高可靠五相永磁电机伺服控制器，其特征在于：所述控制器包括电源模块1、信号采集模块2、位置解码模块3、处理器模块4、五相H桥型功率模块5、缓冲模块6；

电源模块1外接48V蓄电池，并转换出±15V电源为信号采集模块2、位置解码模块3、缓冲模块6供电，电源模块1的48V电源与五相H桥型功率模块5连接，为电机的工作提供逆变电源，电源模块1转换出+5V电源给处理器模块4供电；信号采集模块2采集五相永磁电机相电流实时值，并将其转换为数字量送给处理器模块4；处理器模块4接收位置解码模块3解算出的电机转子实时位置，将三相永磁电机矢量控制算法推广至五相电机，采用四矢量组合的方式满足基波参考电压矢量的需求及谐波电压的削弱，同时根据检测到的电机故障类别，在剩余相电流幅值大小不变及关于故障相对称的约束下，采取相应的容错算法，最终生成多路PWM脉冲发送至五相H桥型功率模块5；缓冲模块6与五相H桥型功率模块5连接，对电机相绕组短路、断路故障时产生的电压或电流瞬态冲击进行抑制。

本发明的优点是：将三相永磁电机矢量控制算法推广至五相电机，采用四矢量组合的方式满足基波参考电压矢量的需求及谐波电压的削弱，同时根据检测到的电机故障类别，在剩余相电流幅值大小不变及关于故障相对称的约束下，采取相应的容错算法，实现了电机由正常工作状态至故障状态时的切换，提高了系统可靠性，同时具有较高的稳态精度。

附图说明

图1是一种高可靠五相永磁电机伺服控制器示意图，

其中1：电源模块、2：信号采集模块、3：位置解码模块、4：处理器模块、5：五相H桥型功率模块、6：缓冲模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做详细说明，参见图1，其是本发明一种高可靠五相永磁电机伺服控制器示意图。所述控制器包括电源模块1、信号采集模块2、位置解码模块3、处理器模块4、五相H桥型功率模块5、缓冲模块6；