[发明专利]双电气端口变磁通电机的故障电流抑制方法、系统及介质

说明书

本发明提供一种双电气端口变磁通电机的故障电流抑制方法、系统及介质，双电气端口变磁通记忆电机包括定子铁心和放置于定子铁心的三相交流电枢绕组，三相交流电枢绕组包括第一电枢绕组和第二电枢绕组、转子铁心和放置于转子铁心的可退磁永磁体，该电机的两套电枢绕组独立控制；此电机由控制器驱动，控制器包括三相逆变器，包括第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器与第一电枢绕组电气连接，第二逆变器与第二电枢绕组电气连接。本发明在电机系统发生故障的情况下，合理控制剩余健康交流电枢绕组和逆变器，降低故障反电动势、抑制故障电流；适合高容错性需求场合，应用对象包括但不限于高可靠性车用驱动电机、大功率船用驱动电机和大容量风力发电机。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机的制造和控制方法的技术领域，具体地，涉及双电气端口变磁通电机的故障电流抑制方法、系统及介质。

背景技术

永磁同步电机一般包括定子铁心、定子电枢绕组、转子铁心、可退磁永磁体。由于采用高磁能积永磁体作为励磁源，永磁同步电机具有高效率、高功率密度、高功率因数等优势，已成为高性能电机驱动系统的重要研究内容。但是，永磁同步电机的励磁源一般是恒定磁通的永磁体，由于电磁感应作用，随转子同步旋转的永磁磁场会在定子电枢绕组产生交变的反电动势，且反电动势的幅值与电机转子转速成正比列关系，这给永磁同步电机系统的容错控制带来了挑战。

在永磁同步电机以较高转速运行时，需要利用定子电枢绕组施加弱磁电流以降低电机反电动势，使其低于逆变器母线电压，以保持整个系统稳定运行。此时，若电机逆变器故障，无法施加合适的弱磁电流，则过高的电机反电动势将严重威胁整个电机驱动系统的安全。另一方面，当电机的电枢绕组发生短路故障时，较高的反电动势将产生巨大的短路电流，造成电机及逆变器烧毁的风险，这一问题在电机高速运行时更加明显。因此，对于永磁同步电机来说，故障状态下的快速可靠灭磁，是提高电机系统容错能力与可靠性的关键问题，这对于电动汽车驱动电机、多电飞机起动发电机、风力发电机等需要电机系统具有良好容错能力的应用场合，具有重要价值。

变磁通记忆电机作为一种新兴的永磁同步电机类型，其基本结构与常规永磁同步电机类似，即包括定子铁心、定子电枢绕组、转子铁心和可退磁永磁体。相比常规永磁同步电机，变磁通记忆电机的最大区别在于采用了可变磁通永磁体，其永磁体磁化状态可以通过绕组加载正向或负向的直轴电流脉冲以实现增强或削弱，且电流脉冲结束后永磁体的磁化状态可以被记忆和保持。因此，巧妙利用变磁通记忆电机的永磁体磁场强度可以通过施加脉冲电流加以调节的特点，研究该电机系统在发生故障时的灭磁控制方法，是提高永磁同步电机系统容错能力与可靠性的重要途径。但是，需要对该电机的绕组结构做出调整，才可以实现电枢绕组故障发生后继续利用绕组施加弱磁电流以完成灭磁，进而降低故障电流的效果。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有永磁同步机发生短路故障后出现过高反电动势和过大短路电流的问题，因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双电气端口变磁通电机的故障电流抑制方法、系统及介质。

根据本发明提供的一种双电气端口变磁通电机的故障电流抑制方法，

包括双电气端口变磁通记忆电机，所述双电气端口变磁通记忆电机包括：定子铁心和放置于定子铁心的三相交流电枢绕组，所述三相交流电枢绕组包括第一电枢绕组和第二电枢绕组、转子铁心和放置于转子铁心的可退磁永磁体；所述双电气端口变磁通记忆电机通过控制器驱动，所述控制器包括三相逆变器，所述三相逆变器包括第一逆变器和第二逆变器，所述第一逆变器与第一电枢绕组电气连接，所述第二逆变器与第二电枢绕组电气连接，第一电枢绕组与第一逆变器构成的第一电气回路和第二电枢绕组与第二逆变器构成的第二电气回路相互独立；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：正常工况下，三相交流电枢绕组加载正弦电流，输出转矩，完成机电能量转换；