一种多相永磁电机主动缺相运行控制方法与流程

技术特征：

1.一种多相永磁电机主动缺相运行控制方法，其特征在于：所述永磁电机相数M＝N×3，N为正整数；所述控制方法包括如下两种情况：

第一、在负载率大于(N-1)/N时，采用N套三相绕组运行方式，即：永磁电机正常工作；须满足相电流和为零的约束条件，谐波子空间电流分量为在给定基波直轴电流控制下，忽略空载反电势内的谐波成分，调节给定基波交轴电流即可调节电磁转矩；

第二、在负载率小于1/N时，采用三相绕组运行方式，负载率在(λ-1)/N～λ/N(1<λ<N)时，采用λ套三相绕组运行方式，即：永磁电机主动缺相；要求输出转矩与所有永磁电机绕组均工作时相同，则维持基波交轴电流不变，同时须满足相电流和为零的约束条件，各谐波子空间电流分量表示为：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{dh}\\ i_{qh}\end{array}\right]=\frac{i_{q1}}{2}K\left[\begin{array}{c}sin(h+1)\mathrm{\&theta;}\\ \cos (h+1)\mathrm{\&theta;}\\ \sin (h-1)\mathrm{\&theta;}\\ \cos (h-1)\mathrm{\&theta;}\end{array}\right]$

其中，

$K=\left[\begin{array}{cccc}-K_{h1}+K_{h4}& K_{h2}+K_{h3}& K_{h1}+K_{h4}& K_{h2}-K_{h3}\\ -K_{h2}-K_{h3}& -K_{h1}+K_{h4}& -K_{h2}+K_{h3}& K_{h1}+K_{h4}\end{array}\right]$

主动缺相机制的解析式为：

$\mathrm{\&Gamma;}=-{\left({\mathrm{CC}}^T\right)}^{-1}{C}^{T}B=\&lsqb;\begin{array}{c}{K}_{31}\\ K_{33}\\ K_{51}\\ K_{53}\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ K_{h1}\\ K_{h3}\end{array}|\begin{array}{c}{K}_{32}\\ K_{34}\\ K_{52}\\ K_{54}\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ K_{h2}\\ K_{h4}\end{array}\&rsqb;$

其中，

$\begin{array}{c}A=\&lsqb;B|C\&rsqb;=\\ \&lsqb;\begin{array}{cc}\cos \left(\left(k-1\right)\mathrm{\&gamma;}\right)& \sin \left(\left(k-1\right)\mathrm{\&gamma;}\right)\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\end{array}|\begin{array}{cccc}\cos \left(3\left(k-1\right)\mathrm{\&gamma;}\right)& \sin \left(3\left(k-1\right)\mathrm{\&gamma;}\right)& ...& \sin \left(h\left(k-1\right)\mathrm{\&gamma;}\right)\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\end{array}\&rsqb;\end{array}$

i_q1指基波转矩电流分量，由转速闭环PI调节器得到，i_dh、i_qh指主动缺相运行时在线生成的谐波电流分量，h指谐波次数，h＝3,5,…，K_h1到K_h4表示为第h次谐波同构系数，A指主动缺相矩阵，与主动缺相数k有关，每主动缺一相矩阵A行数加1，B指基波子矩阵，C指谐波子矩阵，θ指转子电角度。

2.根据权利要求1所述的一种多相永磁电机主动缺相运行控制方法，其特征在于：包括直流电压源(1)、电容(2)、三相组电压型逆变器(3)、继电器(4)、多相永磁电机(5)、编码器(6)、矢量控制策略(7)、电流滞环比较器(8)、主动缺相机制(9)；利用光电编码器的脉冲信号，计算出电机转子的位置θ_r及转速ω_r，在同步旋转坐标下，利用转速环的PI调节器得到给定基波转矩电流分量结合主动缺相矩阵A和权利要求1中各谐波子空间电流分量计算公式，直接算出主动缺相时相绕组的给定电流再利用电流滞环比较器将主动缺相时相绕组的给定电流与检测到的实际相电流i₁～i_M比较后得到相应的PWM脉动信号，最后通过三相组电压型逆变器作用于多相永磁电机上，达到调速及主动缺相运行控制的目的；同时结合主动缺相矩阵A在线求解3、5、…、h次谐波子空间电流分量值，去补偿基波磁势损失即维持恒定，间接地重构了剩余工作相的电流瞬时值。

3.根据权利要求1所述的一种多相永磁电机主动缺相运行控制方法，其特征在于：多相系统矢量控制策略(7)采用电流滞环比较器(8)，由三相组电压型逆变器(3)分别供电多相永磁电机N套三相绕组。