五相永磁同步电机容错控制策略-论文.pdf

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1、第18卷第6期电机与控制学报V0】．18No．62014年6月ElectrieMachinesandControlJune2014五相永磁同步电机容错控制策略高宏伟，杨贵杰，刘剑(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院．黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对多相电机驱动系统中常见的定子绕组开路故障，提出一种有效的容错电流控制策略。从矢量空间解耦的角度，推导出缺相故障状态下的坐标变换矩阵，建立了五相永磁同步电机(PMSM)在发生一相绕组开路故障时的解耦数学模型。根据同步旋转坐标系下的定子铜耗方程，通过对z一z2子空间的电流设置不同的约束条件，得

2、到相应的矢量控制方法。实验结果表明，该方法可以减小定子绕组开路故障引起的转矩脉动，使五相PMSM在故障状态下的运行性能得到明显改善，有效提高调速系统的可靠性能。关键词：五相永磁同步电机；矢量空间解耦；数学模型；开路故障；容错控制中图分类号：TM301．2文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)06—0061—05Fault-tolerantcontrolstrategyforfive-phasepermanentmagnetsynchronousmotorGAOHong—wei，YANGGui-jie，LIUJian(Sc

3、hoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Aimingattheopen—circuitfaultinstatorwindingsformulti—phasemotordrivesystem，thispa。perproposesaneffectivefault—tolerantcurrentcontrolstrategy．Fromtheperspectiveofvectorspacede

4、—composition．theCO0rdinatetransformationmatrixesunderfauhconditionsweredeterminedandthede—compositionmathematicalmodelsoffive—phasepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)withone·phasewindingopenweresetup．Accordingtothestatorcopperlossequationatsynchronouslyrotatingcoordina

5、tesystem，thevectorcontrolmethodscouldberealizedbysettingthecurrentreferencesinZ1～Z、subspacewithdifferentconstraints．Theexperimentalresultsshowthattheproposedcontrolstrategycanreducethetorqueripplecausedbytheopen—circuitfaultinstatorwindings，improvetherunningper’formanceo

6、ffive．phasePMSMunderfaultcondition，andenhancethereliabilityofthegoverningsystem．Keywords：five．phasepermanentmagnetsynchronousmotors；vectorspacedecomposition；mathematicalmodel；open．circuitfault；fault．tolerantcontrol动系统具有的突出优点就是相数的冗余，当电0引机定子绕组发生开路故障时，通过采用适当的控制与传统的三相电机驱动系统相

7、比，多相电机驱策略，能够实现故障状态下的无扰容错运行，从而提收稿日期2Ol3—06—24基金项目国家自然科学基金(51177026)作者简介高宏伟(1984一)，男，博士研究生，研究方向为多相电机驱动系统及其控制技术；杨贵杰(1965一)，男，教授，博士生导师，研究方向为一体化电机系统驱动与控制刘剑(1982一)，男，博士研究生，研究方向为多相电机驱动与控制。通讯作者高宏伟62电机与控制学报第18卷高系统的可靠性]。因此，多相电机驱动系统在一的。对于绕组星形连接的五相PMSM，无论采用电动汽车、电力舰船推进、航空航天和风力发电等要何种容

8、错控制方法，其剩余各相电流之和均为零，必求大功率输出和高可靠性运行的场合，具有非常广然存在相对应的零序分量z=[1／21／21／21／2]，阔的应用前景。但是此时Z：和Z之间并不满足正交关系，需要对文献[1