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专利号: 2016103255622
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种失磁故障容错控制系统,包括:

失磁故障检测模块,根据永磁同步电机的角度信息、d轴和q轴电压及反馈电流实时检测永磁同步电机的磁链信号;

容错控制模块,根据磁链信号和预定算法生成补偿电流来对永磁同步电机的气隙磁通进行微调,以使得在永磁同步电机发生失磁故障时进行容错控制,其中,

所述系统还包括电压空间矢量PWM控制模块和三相逆变器,其中,电压空间矢量PWM控制模块,分别与所述容错控制模块和所述三相逆变器连接,根据容错控制模块输出的d轴和q轴电压产生PWM调制波,从而控制所述三相逆变器产生用于驱动永磁同步电机的三相驱动电流,所述容错控制模块进一步包括:

容错控制单元,根据所述失磁故障检测模块输出的磁链信号和预定算法产生补偿电流;

第一PI调节单元,根据给定转速和反馈转速得到电流矢量;

最大转矩电流比控制单元,将所述电流矢量按照预定算法产生q轴电流 以及与补偿电流叠加的d轴电流第二PI调节单元,用于将q轴电流 生成对应的电压并输出给所述电压空间矢量PWM控制模块和反馈给所述失磁故障检测模块;

第三PI调节单元,用于将与补偿电流叠加后的d轴电流 生成对应的电压并输出给所述电压空间矢量PWM控制模块和反馈给所述失磁故障检测模块,所述容错控制单元进一步包括:

上位机,用于给定永磁同步电机正常工作情况下的气隙磁通信号;

气隙磁通计算模块,与所述失磁故障检测模块连接,根据所述失磁故障检测模块输出的磁链信号和预定算法来获取实际气隙磁通信号;

失磁故障判断模块,与所述气隙磁通计算模块和上位机连接,用于将所述气隙磁通计算模块输出的实际气隙磁通信号与上位机给定的气隙磁通信号比较,以判断永磁同步电机的失磁情况;

气隙磁通处理器,与所述失磁故障判断模块连接,用于接收实际气隙磁通信号和上位机给定的气隙磁通信号,并将两者的差值作为微调信号输出;

气隙磁通调节器,与所述气隙磁通处理器连接,根据微调信号及预设运算法则生成补偿电流以与所述最大转矩电流比控制单元输出的d轴电流 进行叠加处理。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括分别与所述失磁故障检测模块和所述容错控制模块连接的坐标变换模块,用于根据永磁同步电机的输入电流和旋转角度信息产生d轴和q轴反馈电流,以输出给所述失磁故障检测模块和所述容错控制模块。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括与所述坐标变换模块连接的电流传感器,用于将永磁同步电机的输入电流反馈至所述坐标变换模块。

4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括与所述坐标变换模块连接的位置传感器,用于将永磁同步电机的转子旋转角度信息反馈至所述坐标变换模块。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述系统还包括与所述位置传感器和所述失磁故障检测模块连接的微分器,用于将永磁同步电机的转子旋转角度信息处理为角速度信息后输出给所述失磁故障检测模块。

6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述容错控制模块还包括与所述最大转矩电流比控制单元、所述第二PI调节单元和所述第三PI调节单元连接的定子电流限幅单元,用于限制输出给永磁同步电机的定子电流超过极限值。

7.一种失磁故障容错控制方法,包括,

实时检测永磁同步电机的磁链信号;

根据实时检测的磁链信号,计算永磁同步电机的气隙磁通;

将实际的气隙磁通与给定的气隙磁通比较,判断永磁同步电机的失磁情况;

根据计算的气隙磁通和给定的气隙磁通做差值,并将该差值作为微调信号,其中,当微调信号为零时,采用最大转矩电流比控制策略对永磁同步电机进行控制;当微调信号不为零时,根据微调信号及预设运算法则生成补偿电流来对永磁同步电机的气隙磁通进行微调,从而使故障电机的气隙磁通维持在正常值。