一种四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及特种电机控制技术领域，尤其设及一种四相电励磁双凸极容错电机单 相开路补偿控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着全电多电飞机、舰船W及电动汽车的发展，液压、气压、机械等其它二次能源 被电能所取代，因此机上用电量剧增，起动发电机系统的安全可靠性成为最重要的一项技 术指标，因而系统在故障情况下的容错控制能力成为一个非常突出的问题。
[0003] 电励磁双凸极电机既有开关磁阻电机结构简单的优点，又具有电励磁同步电机发 电控制简单、控制电路可靠性高的优点，可W构成一种极有竞争力的起动发电机，其研究成 果在航空领域得到了成功的应用。如何提升电励磁双凸极电机在故障情况下的容错性能对 于飞机、舰船、电动汽车等领域高可靠性起动发电机技术的发展具有重要意义。
[0004] 目前国内外针对容错电机的研究主要集中如下=种电机；开关磁阻电机、转子永 磁式容错电机和永磁双凸极电机。其研究包括电机本体拓扑的设计，容错驱动电路拓扑W 及容错控制方法。例如，已经授权的中国发明专利化201120072485. 7 ;-种具有聚磁效应 的电动汽车用五相永磁容错电机，公开了一种漏磁效应小且具备容错能力的外转子五相永 磁容错电机；已经授权的中国发明专利化200810021000. 4 ;-种双凸极永磁电机的容错控 制方法，公开了一种通过变换=相方波电流为两相正弦波电流的容错控制方法，保持永磁 双凸极电机在单相开路故障下输出转矩不变，实现系统的带故障运行。
[0005] 针对电励磁双凸极容错电机的研究主要集中在多相电励磁双凸极电机本体拓扑 设计方面，暂未设及到本发明所提出的容错控制方法。例如申请号为201310079451. 4的中 国发明专利；各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机，公开了一种采用一个励磁绕组应 链=个电枢绕组的绕制方法实现各相电感对称的新型四相电励磁双凸极电机，该电机各相 反电势幅值相等，且在任意时刻都有四相绕组对外出力，容错性能好，但没有设及容错控制 方法。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】所设及的缺陷，提供一种四相电励磁 双凸极容错电机单相开路补偿控制方法。
[0007] 本发明为解决上述技术问题采用W下技术方案：
[000引一种四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法，当某一相处于开路状态 时，按照W下步骤进行控制：
[0009] 步骤1)，将一个电感周期等分为四个导通区间；
[0010] 步骤2)，对于每个导通区间，根据电感变化趋势将剩余正常运行的=相绕组分成 两组，其中一组电感处于上升区，另外一组电感处于下降区；
[0011] 步骤3)，按照下列条件建立方程组求解每个导通区间内正常运行的=相绕组的容 错控制电流：
[0012] 条件1)，电感处于上升区的组内各相绕组容错控制电流的幅值相等，极性为正； 电感处于下降区的组内各相绕组的容错控制电流幅值相等，极性为负；
[001引条件2)，组间磁阻转矩相互抵消；
[0014]条件3)，组间励磁转矩之和与正常运行时相比保持不变；
[0015] 步骤4)，按照计算出的=相绕组的容错控制电流对电机进行容错控制。
[0016] 2.根据权利要求1所述的四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法，其 特征在于，所述方程组的公式为：
[0017]
【主权项】
1. 一种四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法，其特征在于，当某一相处 于开路状态时，按照以下步骤进行控制： 步骤1)，将一个电感周期等分为四个导通区间； 步骤2)，对于每个导通区间，根据电感变化趋势将剩余正常运行的三相绕组分成两组， 其中一组电感处于上升区，另外一组电感处于下降区； 步骤3)，按照下列条件建立方程组求解每个导通区间内正常运行的三相绕组的容错控 制电流： 条件1)，电感处于上升区的组内各相绕组容错控制电流的幅值相等，极性为正；电感 处于下降区的组内各相绕组的容错控制电流幅值相等，极性为负； 条件2)，组间磁阻转矩相互抵消； 条件3)，组间励磁转矩之和与正常运行时相比保持不变； 步骤4)，按照计算出的三相绕组的容错控制电流对电机进行容错控制。
2. 根据权利要求1所述的四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法，其特征 在于，所述方程组的公式为：
式中，im、in分别为相数为2的组内的两相绕组m、η的容错控制电流，T "、1"分别为为 两相绕组m、η的磁阻转矩，Tme、1分别为两相绕组m、η的励磁转矩； ik为相数为1的组内的绕组k的容错控制电流，T t为绕组k的磁阻转矩，T 为绕组k 的励磁转矩； Lmf、Lnf、1^分别为绕组m、n、k与励磁绕组的互感，L m、Ln、Lk分别为绕组m、n、k的绕组 自感； Θ为转子位置角，if为励磁电流，ipS正常运行时相绕组所通入的电流。
【专利摘要】本发明公开了一种四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法，将一个电感周期等分为四个导通区间，在每个导通区间内根据电感变化趋势将剩余正常运行的三相绕组分成电感上升组和电感下降组，规定组内各相绕组容错控制电流的幅值和极性相同，然后根据如下两个原则计算剩余三相绕组的容错控制电流：组间磁阻转矩相互抵消；组间励磁转矩之和与故障前相比保持不变；在此基础之上变换四相对称方波控制为三相不对称容错控制。本发明控制算法简单易行，并且在求解过程中无需对电机自身参数进行离线查询或者在线辨识，有利于数字控制器的实现。
【IPC分类】H02P23-04, H02P25-02
【公开号】CN104753435
【申请号】CN201510127335
【发明人】赵星, 周波, 史立伟, 徐学海, 时仁帅
【申请人】南京航空航天大学, 深圳市蓝海华腾技术股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月23日