CN109617502A - 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法 - Google Patents

一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109617502A
CN109617502A CN201811578228.3A CN201811578228A CN109617502A CN 109617502 A CN109617502 A CN 109617502A CN 201811578228 A CN201811578228 A CN 201811578228A CN 109617502 A CN109617502 A CN 109617502A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
motor
fault
reliability
triangle connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201811578228.3A
Other languages
English (en)
Inventor
孟健
高闯
王丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bozhon Precision Industry Technology Co Ltd
Original Assignee
Bozhon Precision Industry Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bozhon Precision Industry Technology Co Ltd filed Critical Bozhon Precision Industry Technology Co Ltd
Priority to CN201811578228.3A priority Critical patent/CN109617502A/zh
Publication of CN109617502A publication Critical patent/CN109617502A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，包括低谐波电机在控制系统发生某种特定故障情况下仍能保持正常平稳运行的一种容错控制算法，在不改变电机本体原有性能优点的前提下保证了控制系统的持续性和可靠性，容错状态下和正常情况下一样，都消除了电机的1次磁动势谐波，并且电机的电流和转矩输出也和正常状态下一样保持平稳。本发明方案能使得目标电机驱动系统在几乎不增加成本的情况下适应更加复杂和恶劣的工作环境，并且更大程度的保证电机驱动系统的适用性和可靠性，具有较大的实用和经济价值。

Description

一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法
技术领域
本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法。
背景技术
众所周知，电机控制系统的可靠性至关重要，随着永磁无刷电机被广泛应用于许多非常重要的场合，例如工业控制，航空航天等，这些领域大部分有着特殊的运行条件和恶劣的工作环境，再加上本身设备的重要性，因此，对电机驱动系统的可靠性和稳定性以及连续运行能力有了更加严苛的要求。电机是机器运转和进行工业生产制造最重要的执行者，有着“设备心脏”之称，一旦发生故障，就会造成巨大的经济损失甚至危及人的生命。因此，可靠的电机控制系统至少要求在驱动器发生一相故障或电机绕组一相开路的情况下，电机控制系统仍能平稳运行一段时间，以便流出充足的时间去检修或替换相应设备。在实现上述需求的众多方案中，容错控制策略成本低，实现简单，优势较为明显。
发明内容
本发明目的是：提供一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，在驱动器发生一相故障或电机绕组一相开路的情况下，电机控制系统仍能平稳运行一段时间，以便流出充足的时间去检修或替换相应设备。
本发明的技术方案是：
一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，所述星三角形连接电机包括两套三相电机绕组A、B、C和a、b、c，星三角形连接电机的各相反电势和通入的电流如式(1)和(2)所示：
其中eA、eB、eC、ea、eb、ec分别为各相绕组的反电势，iA、iB、iC、ia、ib、ic分别为各相绕组的通入的电流；
a相开路故障或a相驱动器断路时，保持A、B、C三相绕组的电流不变，设a、b、c相电流调整为
由开路前后绕组产生的转矩相等，可以得到
T＝T′ (6)；
T、T'分别为a相开路前后绕组产生的转矩，此时a、b、c三相绕组产生的1次磁动势谐波F′a1、F′b1、F′c1的表达式分别为
相加后三相产生的总的1次磁动势谐波MMF′2为
MMF′2＝F′b1+F′c1 (8)；
由式(8)式可知，若使容错后电机仍和正常时一样具有降低磁动势谐波的效应，则容错后a、b、c三相产生的1次磁动势谐波应和正常情况下保持一致，以便与A、B、C三相绕组产生的磁动势谐波相抵消，则可得到
联立式(6)、(9)可求得
求得容错后电机各相电流为
所述两套三相电机绕组之间相位相差30°。
所述A、B、C三相绕组与a、b、c三相绕组的匝数比N1:N2＝1：1.732。
本发明的优点是：
1.本发明方案提供了一种星-三角形连接(六相)低谐波电机在控制系统发生某种特定故障情况下仍能保持正常平稳运行的一种容错控制算法，在不改变电机本体原有性能优点的前提下保证了控制系统的持续性和可靠性，容错状态下和正常情况下一样，都消除了电机的1次磁动势谐波，并且电机的电流和转矩输出也和正常状态下一样保持平稳。
2.本发明方案能使得目标电机驱动系统在几乎不增加成本的情况下适应更加复杂和恶劣的工作环境，并且更大程度的保证电机驱动系统的适用性和可靠性，具有较大的实用和经济价值。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为电机两套绕组的空间矢量图；
图2为容错控制情况下的拓扑结构；
图3为不同情况下绕组磁动势谐波对比图；
图4为正常情况下的电流和转矩波形；
图5为容错情况下的电流和转矩波形。
具体实施方式
本实施例详细介绍星三角形连接电机的可靠性容错控制方法。如图1和2所示，所述星三角形连接电机包括两套三相电机绕组A、B、C和a、b、c，两套三相电机绕组之间相位相差30°，所述A、B、C三相绕组与a、b、c三相绕组的匝数比N1:N2＝1：1.732。
正常情况下，星三角形连接电机的各相反电势和通入的电流如式(1)和(2)其正常情况下具有低谐波效应，涡流损耗小，电机发热也小，这是电机本体的优点。
其中eA、eB、eC、ea、eb、ec分别为各相绕组的反电势，iA、iB、iC、ia、ib、ic分别为各相绕组的通入的电流。
故障时，以a相开路故障或a相驱动器断路为例，这时，保持A、B、C三相绕组的电流不变，设a、b、c相电流调整为
由开路前后绕组产生的转矩相等，可以得到
T＝T′ (6)；
T、T'分别为a相开路前后绕组产生的转矩，此时a、b、c三相绕组产生的1次磁动势谐波F′a1、F′b1、F′c1的表达式分别为
相加后三相产生的总的1次磁动势谐波MMF′2为
MMF′2＝F′b1+F′c1 (8)；
由式(8)式可知，若使容错后电机仍和正常时一样具有降低磁动势谐波的效应，则容错后a、b、c三相产生的1次磁动势谐波应和正常情况下保持一致，以便与A、B、C三相绕组产生的磁动势谐波相抵消，则可得到
联立式(6)、(9)可求得
求得容错后电机各相电流为
本发明在不改变电机本体原有性能优点的前提下保证了控制系统的持续性和可靠性，由图3-5的仿真和实验结果可以看出，容错状态下和正常情况下一样，都消除了电机的1次磁动势谐波，并且电机的电流和转矩输出也和正常状态下一样保持平稳。该算法的提出，能使得目标电机驱动系统在几乎不增加成本的情况下适应更加复杂和恶劣的工作环境，并且更大程度的保证电机驱动系统的适用性和可靠性，具有较大的实用和经济价值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，所述星三角形连接电机包括两套三相电机绕组A、B、C和a、b、c，星三角形连接电机的各相反电势和通入的电流如式(1)和(2)所示：
其中eA、eB、eC、ea、eb、ec分别为各相绕组的反电势，iA、iB、iC、ia、ib、ic分别为各相绕组的通入的电流；
a相开路故障或a相驱动器断路时，保持A、B、C三相绕组的电流不变，设a、b、c相电流调整为
由开路前后绕组产生的转矩相等，可以得到
T＝T′ (6)；
T、T′分别为a相开路前后绕组产生的转矩，此时a、b、c三相绕组产生的1次磁动势谐波F′a1、F′b1、F′c1的表达式分别为
相加后三相产生的总的1次磁动势谐波MMF′2为
MMF′2＝F′b1+F′c1 (8)；
由式(8)式可知，若使容错后电机仍和正常时一样具有降低磁动势谐波的效应，则容错后a、b、c三相产生的1次磁动势谐波应和正常情况下保持一致，以便与A、B、C三相绕组产生的磁动势谐波相抵消，则可得到
联立式(6)、(9)可求得
求得容错后电机各相电流为
2.根据权利要求1所述的星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，其特征在于：所述两套三相电机绕组之间相位相差30°。
3.根据权利要求2所述的星三角形连接电机的可靠性容错控制方法，其特征在于：所述A、B、C三相绕组与a、b、c三相绕组的匝数比N1∶N2＝1∶1.732。
CN201811578228.3A 2018-12-21 2018-12-21 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法 Withdrawn CN109617502A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811578228.3A CN109617502A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811578228.3A CN109617502A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109617502A true CN109617502A (zh) 2019-04-12

Family

ID=66010294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811578228.3A Withdrawn CN109617502A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109617502A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415387A (zh) * 2020-11-05 2021-02-26 天津大学 电枢磁动势谐波对永磁转子涡流损耗影响的评估方法
CN115276289A (zh) * 2022-06-29 2022-11-01 南京师范大学 一种机械电移位式双三相容错绕组结构及低谐波控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105811818A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 哈尔滨工业大学 用于45°相带角四相永磁同步电机一相绕组开路故障容错控制的电流设定方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105811818A (zh) * 2016-05-04 2016-07-27 哈尔滨工业大学 用于45°相带角四相永磁同步电机一相绕组开路故障容错控制的电流设定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高闯等: "低谐波双三相永磁同步电机及其容错控制", 《电工技术学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415387A (zh) * 2020-11-05 2021-02-26 天津大学 电枢磁动势谐波对永磁转子涡流损耗影响的评估方法
CN112415387B (zh) * 2020-11-05 2022-09-09 天津大学 电枢磁动势谐波对永磁转子涡流损耗影响的评估方法
CN115276289A (zh) * 2022-06-29 2022-11-01 南京师范大学 一种机械电移位式双三相容错绕组结构及低谐波控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Fault-tolerant sensorless control of a five-phase FTFSCW-IPM motor based on a wide-speed strong-robustness sliding mode observer
CN105743398B (zh) 用于五相永磁同步电机绕组开路故障容错控制的电流设定方法
Dong et al. Fault diagnosis and signal reconstruction of hall sensors in brushless permanent magnet motor drives
CN107231105B (zh) 多定子机器的控制布置
CN105958896B (zh) 一种简化的五相永磁电机的短路容错控制方法
Xu et al. Pole optimization and thrust ripple suppression of new Halbach consequent-pole PMLSM for ropeless elevator propulsion
Guo et al. A novel fault tolerant permanent magnet synchronous motor with improved optimal torque control for aerospace application
Zhang et al. Fault-tolerant control of hybrid excitation axial field flux-switching permanent magnet machines
CN113872482B (zh) 一种轴向磁场磁通切换永磁电机单相故障容错控制方法
CN105429560B (zh) 一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法
CN104378025A (zh) 基于铜耗最小原则的五相磁通切换电机容错控制方法
CN110518859A (zh) 一种基于扰动观测器的五相永磁电机短路容错直接转矩控制方法
CN105811818B (zh) 用于45°相带角四相永磁同步电机一相绕组开路故障容错控制的电流设定方法
CN109617502A (zh) 一种星三角形连接电机的可靠性容错控制方法
CN102916642A (zh) 永磁同步直线电机支持向量机内模容错控制系统及方法
CN110504889A (zh) 一种基于新型容错开关表的五相永磁同步电机容错直接转矩控制方法
CN111654224A (zh) 一种五相永磁同步电机三相开路故障下的容错控制方法
Guzman et al. Fault-tolerant current predictive control of five-phase induction motor drives with an open phase
Ting et al. Fault-tolerant method for six-phase PMSM by adjusting phase angle
Aher et al. Modeling and simulation of five phase induction motor using matlab/simulink
CN106100496B (zh) 五相永磁体内嵌式容错直线电机相邻两相故障容错矢量控制方法
CN102624300A (zh) 一种双通道磁通切换永磁电机的谐波容错控制方法
CN103036490B (zh) 考虑磁阻转矩影响的五相磁通切换永磁电机容错控制方法
Wang et al. Fault diagnosis and tolerance of dual three-phase PMSM drives
CN104753435B (zh) 一种四相电励磁双凸极容错电机单相开路补偿控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190412