】
[0028]图1为三相12/8极SRM基本绕组的结构示意图。
[0029]图2为三相12/8极SRM裂相抽头绕组的结构示意图。
[0030]图3为SRM功率变换器一相不对称半桥的结构示意图。
[0031]图4(a)为三相12/8极SRM故障容错拓扑的结构示意图。
[0032]图4(b)为三相12/8极SRM故障容错拓扑功率变换器的结构示意图。
[0033]图4(c)为三相12/8极SRM故障容错拓扑的故障容错模块结构示意图。
[0034]图5为三相12/8极SRM发生开路故障时的故障诊断流程图。
[0035]图6(a)?⑷分别为SRM发生开路故障时容错运行的四种工作模式示意图。
[0036]图7为三相12/8极SRM发生短路故障时的故障诊断流程图。
[0037]图8(a)?(C)分别为SRM发生开路故障时容错运行的三种工作模式示意图。
[0038]图9(a)为三相12/8极SRM导通序列示意图。
[0039]图9 (b)为SRM电压PffM控制的原理示意图。
[0040]图9 (C)为SRM电流斩波控制的原理示意图。
[0041]图10(a)为SRM在正常状态及故障状态时相电流和相电感的波形示意图。
[0042]图10(b)为SRM在容错运行时不同导通角下相电流和相电感的波形示意图。
[0043]图11为SRM的绕组中传统的电流传感器放置策略示意图。
[0044]图12(a)为SRM绕组中单电流传感器的放置策略示意图。
[0045]图12(b)为SRM正常运行时绕组中电流传感器的电流输出示意图。
[0046]图12(c)为SRM故障容错运行时绕组中电流传感器的电流输出示意图。
[0047]图13(a)为SRM绕组中双电流传感器的放置策略示意图。
[0048]图13(b)为电流传感器在本发明故障容错拓扑中的放置示意图。
[0049]图14为三相12/8极SRM在极端故障情况下的容错运行示意图。
【具体实施方式】
[0050]为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】，以三相12/8极SRM为例对本发明的技术方案及其相关工作原理进行详细说明。
[0051]本发明基于裂相抽头的开关磁阻电机系统，包括开关磁阻电机、功率变换器、转速检测装置、电流传感器、控制器以及故障容错拓扑；其中:
[0052]如图1所示，开关磁阻电机每相定子绕组都有四个绕组组成；其中，A相绕组匕由绕组Lal、La2、La3与L a4构成，B相绕组L bEi3绕组L bl、Lb2、1^3与L 构成，C相绕组L。由绕组Lcl、Le2、LeALrf构成。
[0053]如图2所示，开关磁阻电机每相定子绕组均被分成两部分；其中，A相绕组La分成Lal2和L a34两部分，L al2由绕组L al与L a2构成，L a34由绕组L “与L a4构成，B相绕组L b分成L bl2和Lb34两部分，L bl2由绕组L bl与L b2构成，L b34由绕组L ^与L b4构成，C相绕组L。分成L。12和1^34两部分，L。12由绕组LL。2构成，L。34由绕组L。3与L。4构成。
[0054]如图3所示，功率变换器中的不对称半桥均可以被分成左右两部分，两部分都包括相同的开关管，二极管和绕组。
[0055]图4(a)为三相12/8极SRM故障容错拓扑结构示意图，由图4 (b) SRM主拓扑和图4(c)故障容错模块组成，图4(b)所示的SRM主拓扑包括六个二极管0。?05、六个开关管S。?S5和一直流母线电容；其中，直流母线电容的一端与开关管S。的一端、开关管S2的一端、开关管S4的一端、二极管D i的阴极、二极管D 3的阴极和二极管D 5的阴极共连并连接外部直流电压源的正极，开关管S。的另一端与定子绕组L 3的一端和二极管D。的阴极相连，开关管S2的另一端与定子绕组L ,的一端和二极管D 2的阴极相连，开关管S 4的另一端与定子绕组L。的一端和二极管D 4的阴极相连，定子绕组L a的另一端与二极管D 4勺阳极和开关管S1的一端相连，定子绕组L b的另一端与二极管D 3的阳极和开关管S 3的一端相连，定子绕组L。的另一端与二极管D 5的阳极和开关管S 5的一端相连，直流母线电容的另一端、开关管S i的另一端、开关管&的另一端、开关管S5的另一端、二极管D。的阳极、二极管02的阳极和二极管D4的阳极共连并连接外部直流电压源的负极，六个开关管S。?S 5的控制极接收控制器提供的信号。
[0056]图4 (C)所示的故障容错模块包括六个开关管SA1、SA2, SB1、SB2, Sci, Sc2和一直流母线电容；其中，直流母线电容的一端与开关管Sai的一端、开关管Sbi的一端、开关管Sei的一端共连并连接外部直流电压源的正极，开关管Sai的另一端与定子绕组裂相抽头A和开关管Sa2的一端相连，开关管S [^的另一端与定子绕组裂相抽头B和开关管S B2的一端相连，开关管^的另一端与定子绕组裂相抽头C和开关管Se2的一端相连，直流母线电容的另一端、开关管Sa2的另一端、开关管Sb2的另一端、开关管Se2的另一端、二极管D。的阳极、二极管02的阳极和二极管D4的阳极共连并连接外部直流电压源的负极，六个开关管S。?S 5的控制极接收控制器提供的信号。
[0057]本实施方式米用的三相SRM的不对称半桥型功率变换器结构，各相桥臂共使用两个功率开关管，各相之间相互独立，容错性能好，稳定性强。考虑到减小转矩脉动，降低开关损耗，提高系统效率，实际应用中常采用单管斩波的方式，A相导通阶段，上管S。保持开通，下管S1实行斩波控制，电源向绕组供电，当下管开通时，绕组两端承受正电压Uin;当下管关断时，绕组两端电压为零；续流阶段S。、关断，电流通过续流二极管D。和D i进行续流，绕组两端承受负电压-υιη。
[0058]图5为三相12/8极SRM发生开路故障时故障诊断流程图，当某相绕组在开通区间内电流为零时说明该相绕组或者相应开关管出现开路故障，例如当A相绕组在开通区间内电流为零时，说明A相绕组或者相应的开关管出现开路故障，此时将开关管Sai取代开关管S。，则开关管SA1、SA2、S1、二极管D1和绕组La34组成一组新的不对称半桥，在相同的控制信号下，如果该相重新出现电流，说明故障位于由开关管S。和绕组Lal2组成部分；否则，说明故障位于由开关管S1和绕组L a34组成部分，此时可将开关管S A2取代开关管S i，使A相在由开关管SA1、SA2、S。、二极管D。和绕组Lal2组成的新不对称半桥拓扑下故障容错运行。图6(a)?(d)对应所示了 SRM发生开路故障时容错运行的四种工作模式。
[0059]图7为三相12/8极SRM发生短路故障时故障诊断流程图，当某相绕组在续流状态运行过程中的电流始终大于零时说明该相绕组或者相应开关管出现短路故障，例如当A相绕组电流始终大于零时，说明A相绕组或者相应的开关管出现短路故障，此时将开关管Sai取代开关管S。，则开关管SA1、SA2、S1、二极管D1和绕组La34组成一组新的不对称半桥，在相同的控制信号下，如果该相电流在电机运行中可以减到零，说明故障位于由开关管S。和绕组Lal2组成部分；否则，说明故障位于由开关管S i和绕组L a34组成部分，此时可将开关管S A2取代开关管S1，使A相在由开关管SA1、SA2、S。