[发明专利]基于容错矢量控制的五相永磁电机三次谐波电流注入方法

摘要

本发明公开了一种基于容错矢量控制的五相永磁电机三次谐波电流注入方法，包括如下步骤：建立五相永磁电机各类开路故障下的基波解耦模型，推导出相应的基波容错电流，根据磁共能法，建立基波容错电流下的转矩数学模型。根据建立的转矩模型，推导出各类开路故障下注入三次谐波电流的表达式。根据叠加原理，将基波电流与三次谐波电流相加得到总的容错电流，利用对应的降阶克拉克和帕克变换得到旋转正交坐标系下的电流分量，从而实现故障下的磁场定向控制和容错矢量控制下的三次谐波电流注入。本发明实现了容错矢量控制下三次谐波电流的在线计算和固定开关频率下的注入，不仅可以抑制转矩脉动，提高系统鲁棒性，而且可以减少开关损耗和电磁干扰。

主权项

1.基于容错矢量控制的五相永磁电机三次谐波电流注入方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据故障前后基波磁动势之和不变以及故障后的α‑β轴磁动势仍然可以形成磁链圆两个原则，来推导五相永磁电机在单相开路故障，相邻两相开路故障和不相邻两相开路故障下对应的基波降阶克拉克和帕克变换；步骤2：利用步骤1中得到的基波降阶克拉克、帕克变换，推导各类故障下五相永磁电机的基波解耦模型；步骤3，根据步骤2中得到的各类开路故障下的基波解耦模型，推导出单相开路故障下、两相开路故障下注入三次谐波电流的公式；步骤4：检测五相永磁电机的转速，作为电机的速度反馈ω，将反馈转速与给定转速ω^*进行比较得到转速误差e,将得到的转速误差e输入到PI控制器中，计算得到五相永磁电机给定基波q轴电流步骤5：将得到的给定基波q轴电流输入到容错电流计算模块中，根据故障信息，选择对应的降阶克拉克和帕克变换；步骤6：利用电流传感器，对五相永磁电机的电流进行采样，根据故障信息，选取对应的基波降阶克拉克和帕克变换矩阵，对剩余正常相电流进行变换，得到旋转正交坐标系下反馈的电流分量；单相开路故障时的反馈电流分量为：i_d,i_q,i₃；其中i_d，i_q，i₃分别为d‑q轴和三次空间下的电流分量；两相开路故障时的反馈电流分量为：i_d,i_q；将得到的反馈电流分量与给定电流分量进行比较，将得到的误差送入到PI控制器中，得到旋转正交坐标系下的给定电压分量，单相开路故障时得到的给定电压分量为：U_d，U_q，U₃；其中U_d，U_q，U₃分别为d‑q轴和三次空间下的电压分量；两相开路故障下的给定电压分量为：U_d，U_q；步骤7：将步骤6中得到的给定旋转正交坐标系的电压分量，利用对应的基波降阶克拉克和帕克变换，变换为自然坐标系下的剩余相电压，将得到的剩余相电压输入到基于载波的脉宽调制CPWM模块中，得到各相的开关信号，输入到逆变器中，实现五相永磁电机开路故障下的容错矢量控制。