[发明专利]一种故障容错性永磁发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种故障容错性永磁发电系统，其特征在于：包括绕组开路型永磁发电机、三相桥式变换器、三相整流桥、并联直流母线、滤波电容、驱动电路、控制器和检测电路，其中，绕组开路型永磁发电机的一侧连接三相桥式变换器，另一侧连接三相整流桥；所述并联直流母线连接在三相桥式变换器和三相整流桥的直流侧之间，且所述并联直流母线之间还分别并联滤波电容和负载，所述滤波电容对并联直流母线进行滤波后给负载供电；所述检测电路包括位置传感器、电流传感器和电压传感器，位置传感器设置在绕组开路型永磁发电机的电机轴上以采集电机转子位置信号，电流传感器设置在绕组开路型永磁发电机的三相绕组上以采集电机三相绕组电流信号，而电压传感器安装在并联直流母线上以采集直流母线电压信号，所述位置、电流和电压传感器测得的相关信号均送入控制器中；所述控制器的输出信号连接驱动电路，驱动电路根据相关的控制信号驱动三相桥式变换器中各开关器件的开通与关断。

2.一种针对如权利要求1所述的故障容错性永磁发电系统的控制方法，其特征在于：将直流侧电压的给定值与实际反馈值进行比较，误差值进行PI调节得到发电机的q轴电流给定值，并据此计算d轴电流给定值，所述q轴、d轴电流给定值经过坐标变换得到三相电流给定值，分别将该给定值与实际电流值进行比较，对每相绕组电流采用滞环控制方式，实现电流内环控制。

3.如权利要求2所述的一种故障容错性永磁发电系统的控制方法，其特征在于：所述滞环控制方式的内容是：

当故障容错性永磁发电系统正常发电运行时，电压外环根据负载直流侧电压调整发电机的输出功率，电流内环则在保证发电机输出功率的基础上调整绕组电流与绕组电压同相位，实现发电机的单位功率因数运行，利用三相桥式变换器对每相绕组电流进行斩波控制；

当故障容错性永磁发电系统发生单相绕组断路故障时，剩余两相绕组之间相互独立，此时该两相绕组在空间上相差120°，控制其在时间上也相差120°；

当故障容错性永磁发电系统发生两相断路故障时，控制剩余单相绕组电流与电压同相位；

当故障容错性永磁发电系统发生两相短路故障时，根据电流给定值计算串联两相电流和独立绕组的电流，保证所合成定子磁场仍为圆形磁场，保证发电系统稳定运行；

当故障容错性永磁发电系统发生三相短路故障时，若故障侧发生在整流桥侧，则系统重构成为传统带中性点永磁发电机结合PWM变换器结构，通过控制PWM变换器实现发电输出稳压控制；若故障发生在变换器侧，则结合整流桥、变换器桥臂实现输出稳压控制。