[发明专利]一种多相电机故障支路带速投切控制方法

说明书

本发明公开了一种多相电机故障支路带速投切控制方法，基于运行支路准备环节、故障支路准备环节、电流自适应控制环节和多相电机矢量控制环节组成的控制系统，首先正常运行支路稳定电机转速至给定n_ref，并依据实时电流给定i_{dqi_f}，计算转速调节器给定值i_{dqi_0}和电流调节器给定值u_{dqi_0}等信息；待投切故障支路接收总线主从标志，并设置转速和电流调节器的给定值i_{dqi_k}和u_{dqi_k}；设置带速投切斜坡过渡时间t_m，并结合当前转速n自适应调整各支路的电流给定值i_{dq_ref}；通过空间脉冲宽度调制技术，将给定电流作用到多相电机。

技术领域

本发明属于电机自动化控制领域，具体涉及一种多相电机故障支路带速投切控制方法，适用于大容量多相永磁同步电机高可靠性运行场所，特别适于船用电力推进和轨道交通等对动力持续性严格要求的领域。

背景技术

随着电力推进系统容量和振动噪声要求的提高，多相电机以其高容错率、低振动噪声、等优势在船舶推进、轨道交通和风力发电等领域的应用日益广泛。为提高综合电力系统的可靠性，根据电机绕组结构布局特点,通常将电机划分为多个支路。支路由独立的柴油发电机、蓄电池组供电，通过地址总线或者数据总线交互运行信息。实际运行过程中，某支路可能会因故障自动退出运行；排除故障后，该支路需要“并网”带速投切，满足各工况运行的需求。因此，研究多相电机故障支路带速投切的控制方法具有重要应用价值。

根据电机转速和反电动势、短路电流等物理量之间的关系，众多学者提出了一系列的带速投切控制方法。2012年文献《基于无位置传感器的永磁同步电机带速度重新投入控制算法研究》通过理论基础推导，实现了无位置传感器控制下的永磁同步电机带速度重新投入控制算法，并申请了相应的发明专利。然而，现有的带速投切控制方法有以下缺点：

1)现有带速投切控制算法研究对象多为三相电机，未考虑多相电机多支路运行的工况特点，更未涉及多支路运行时负载电流的均分控制。

2)通过停机和重新启动的方法，可实现故障支路的投切；但停机过程中，电机输出转矩和转速不受控，这极大地影响了系统的机动性。

发明内容

本发明目的是针对以上问题，提出一种简单可靠、适于工程应用的多相电机故障支路带速投切控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多相电机故障支路带速投切控制方法，基于运行支路准备环节、故障支路准备环节、电流自适应控制环节和多相电机矢量控制环节组成的控制系统，步骤为

步骤1，设置并稳定电机转速至给定n_ref，依据实时电流给定i_{dqi_f}，正常运行支路计算并传输主从标志grade、转速调节器给定值i_{dqi_0}和电流调节器给定值u_{dqi_0}等信息；

步骤2，待投切故障支路接收总线主从标志，并设置转速和电流调节器的给定值i_{dqi_k}和u_{dqi_k}；

步骤3，设置带速投切斜坡过渡时间t_m，并结合当前转速n，自适应调整各支路的电流给定值i_{dq_ref}；

步骤4，通过空间脉冲宽度调制技术，将给定电流作用到多相电机。

所述的一种多相电机故障支路带速投切控制方法，其步骤1具体为：

步骤1.1，设置多相电机故障支路带速投切过程中的转速给定n_ref，待电机稳定至该转速后执行后续操作；

步骤1.2，正常运行支路设置主从标志grade＝0；