CN110729929A - 一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法，属于起动发电技术领域。该双绕组永磁电机起动发电系统主要包括：双绕组永磁电机、两套变换器、两套直流接触器、动力电池和电气负载；该双绕组永磁电机起动发电容错控制方法，发动机起动时，两套变换器接收相同的起动指令，在正常状态下，每套绕组输出一半的起动转矩指令值，从而带动发动机起动。在发电状态正常模式下，永磁电机两套绕组输出相同的发电转矩，从而满足直流侧输出功率的需求。本发明能够实现发动机的可靠起动以及稳定的功率输出，发电控制简单，并且在一套绕组或者变换器故障时发电系统仍能输出一定的功率，可靠性较高。

Description

一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法

技术领域

本发明涉及一种起动发电系统，尤其涉及一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法，属于起动发电技术领域。

背景技术

多电飞机的电能主要来自于发动机驱动的发电机组，由发电机及其控制系统实现电能的转换和输出。同时，为了实现系统的集成化和提高功率密度，保证在有限的空间内实现电能的有效输出，要求发电机具有电动和发电两种功能，形成起动发电一体化，从而取代常规的起动机和发电机，这就对起动发电机及其控制系统提出了更高的要求。一方面要求起动发电机能够工作在电动状态，以恒转矩或者恒功率带动发动机至怠速状态，另一方面，要求起动发电机系统能够工作在发电状态，输出恒定的直流电压，为整个电气负载提供所需要的电能，同时还要求整个发电系统具有高的可靠性和容错能力。因此，对起动发电系统及其容错控制方法的研究是航空领域的重要课题。

永磁电机以其高功率密度、高效率的优点在电动汽车领域已有广泛应用，同时永磁电机在航空起动发电领域也具有很大的应用潜力。双绕组永磁电机比普通的永磁电机多一套电枢绕组，两套电枢绕组可以由两套变换器独立的控制，每套绕组需要输出的功率相对减小，减轻了变换器的电流应力；当其中一套绕组或者变换器出现故障完全失效时，另一套正常的绕组和变换器仍能输出一定的功率，因此，双绕组永磁起动发电机具有控制灵活、可靠性高、容错能力强的优点，在航空主电源、车载发电以及船舰发电领域具有很好的应用前景。

目前，对双绕组永磁电机的研究主要还是集中在电动以及容错控制上，包括电机绕组开路、短路的容错控制。专利201711364314.X基于双绕组永磁电机提出了一种永磁电机的退磁保护方法，通过非故障电枢绕组主动注入电流产生和短路电流反方向的磁场，以抵消故障绕组因为短路电流产生的退磁磁场。然而，对于双绕组永磁电机起动发电系统，相应的起动发电控制策略以及容错控制策略研究较少，特别是发电运行状态下的控制策略以及容错控制方法。

发明内容

本发明为克服现有技术所存在的永磁电机起动发电系统可靠性低的问题，提供一种可靠性高、冗余度高的双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种双绕组永磁电机起动发电系统，主要包括：双绕组永磁电机、两套变换器、两套直流接触器、动力电池和电气负载；

所述双绕组永磁电机定子绕组采用星型连接方式，具有两个独立的中性点；所述动力电池在发动机起动过程中输出能量，在发电过程中，吸收电机输出的电能同时为电气负载提供能量；

所述两套变换器交流侧分别和双绕组永磁电机的两套绕组输出端相连，双绕组永磁电机的两套绕组中性点相互解耦，两套变换器直流侧正极分别通过一个直流接触器连接至动力电池的正极，两套变换器直流侧负极连接至动力电池的负极，两套变换器之间采用CAN总线进行通信，对相互的状态进行监测。上位机通过CAN总线将电机的控制指令如转矩或转速发送给两套变换器数字信号处理单元，同时两套变换器数字信号处理单元将电机状态信息通过CAN总线发送给上位机。

进一步地，该双绕组永磁电机起动发电系统还包括，

旋转变压器，用于反馈电机转子位置信号；

电流传感器，用于实时检测两套绕组中的电流；

电压传感器，用于实时检测动力电池两端电压；

热敏电阻，用于实时检测电机电枢绕组温度；

每套变换器由三相桥臂、直流滤波电容、采样调理电路、解码电路、驱动放大隔离电路以及数字信号处理单元组成，其中三相桥臂由六个带反并联二极管的开关管两两并联而成；

旋转变压器输出电机转子位置信息，通过解码电路计算得到永磁电机转子位置角，并将转子位置角发送给数字信号处理单元；检测到的电流信号、电压信号、以及温度信号通过采样调理电路发送至数字信号处理单元，数字信号处理单元根据检测到的电流信号、电压信号、电机转子位置角以及上位机发送的控制指令进行矢量控制运算，并将计算出的PWM信号通过驱动放大隔离电路输出至三相桥臂，控制开关管动作，使永磁电机按照控制指令运行。

进一步地，所述电流传感器采用霍尔电流传感器检测两套绕组中的电流；所述热敏电阻采用PT100热敏电阻检测电机绕组温度。

当一套绕组或者变换器出现故障无法正常工作时，由数字信号处理单元输出相应的控制信号，控制该路的直流接触器断开，使故障相绕组或者变换器和直流母线的连接断开，从而避免故障对直流侧电压产生影响，此时发电系统的输出功率由一套绕组和变换器提供，系统输出能力降低。

本发明双绕组永磁电机起动发电容错控制方法，该方法包括以下步骤：

1)起动过程中，两套变换器通过CAN总线接收来自上位机的起动指令，设定起动转矩指令值，并根据限速控制计算补偿转矩，得到实际起动转矩指令；然后根据实际起动转矩指令以及转矩电流表得到转矩电流指令，通过电流闭环控制使得电机的两套绕组均输出1/2的实际的起动转矩指令；

起动过程中，检测绕组电流，若一套绕组出现过流故障，则封锁故障相绕组所连接变换器的PWM信号输出，另一套绕组输出全部的实际起动转矩指令，从而确保发动机可靠起动。

(限速控制的作用是当电机转速超过自持转速，则通过限速控制输出一补偿转矩，该补偿转矩降低电机的指令转矩，从而降低每套绕组的输出转矩，使得电机的转速下降，若电机的转速低于自持转速，补偿转矩则为零，通过该限速策略，能够实现发动机的可靠起动。)

2)发电过程中，两套变换器通过CAN总线接收来自上位机的发电转矩指令，根据限压控制计算补偿转矩，得到实际发电转矩指令，然后根据实际发电转矩以及转矩电流表查表得到发电转矩电流指令，通过电流闭环控制使得电机的每套绕组均输出1/2的实际发电转矩指令。

(限压控制的作用是当直流侧电压高于动力电池所能承受的最大电压时，通过限压控制输出一补偿转矩，该补偿转矩能够降低指令转矩，从而降低每套绕组的输出转矩，防止直流侧电压过高。)

当检测到一套绕组或者变换器出现故障时，如过流故障，过速故障或IGBT过温故障，相应绕组的转矩电流指令值为零，并封锁相应变换器的PWM输出，然后控制相应直流接触器从而断开相应变换器和动力电池的连接，防止故障蔓延到正常绕组和变换器；对于正常的另一套绕组，当实际发电转矩指令值小于单套绕组最大输出转矩时，该绕组输出实际发电转矩指令；当实际发电转矩指令值大于单套绕组最大输出转矩时，该绕组输出最大转矩；

当检测到一套绕组检测到温度过高时，将该套绕组的发明转矩指令降为实际发电转矩指令的1/4，另一套正常绕组输出实际发电转矩指令的3/4，在该状态下，发电系统的最大输出功率降低。

当两套绕组均检测到温度过高时，将两套绕组的指令转矩均降为实际发电转矩指令的1/4，在该状态下，系统的输出功率为正常状态时的一半。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的双绕组永磁电机起动发电系统，在一套绕组或者变换器发生故障完全失效时，电气负载所需的能量由另一套正常的绕组和变换器提供，发电系统冗余度高，并且故障不会对正常的绕组和变换器产生影响。

2、本发明的双绕组永磁电机起动发电系统，直流侧并联无需采用均流算法，原因在于同一个定子中采用双绕组结构，两套绕组之间的差异较小，并且在发电状态时，永磁电机工作在转矩模式，没有电压外环，此时对接收到的发电转矩进行均分，分别由两套绕组产生一半的转矩，此时两套绕组中的相电流基本相同，即可实现母线电流均衡。

3、本发明的双绕组永磁电机起动发电系统，在一套绕组过热的情况下，对该套绕组的输出功率进行了限制，功率降低的部分由另一套正常绕组输出，能够实现发电系统的输出功率保持不变。

附图说明

图1为本发明的双绕组永磁电机起动发电系统框图(也作摘要附图)；

图2为永磁电机起动发电控制原理图；

图3为起动控制流程图；

图4为起动控制原理框图；

图5为限速控制原理框图；

图6为发电控制流程图；

图7为发电控制原理框图；

图8为正常状态下双绕组并联控制原理框图；

图9为一套绕组或者变换器完全失效时的容错控制原理框图；

图10为一套绕组过热时的容错控制原理框图；

图11为两套绕组过热时的容错控制原理框图；

图中标号说明：T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆为带有反并联二极管的开关管，C₁为变换器1的直流侧滤波电容，C₂为变换器2的直流侧滤波电容，T₁～T₆为变换器1输出的开关管驱动信号，T₇～T₁₂为变换器2输出的开关管驱动信号，H_1～3为第一套绕组的三个电流霍尔传感器，H_4～6为第二套绕组的三个电流霍尔传感器，θ₁和θ₂分别为两套变换器解码计算得到的电机转子位置角，i₁为第一套绕组的三相电流，i₂为第二套绕组的三相电流，u_dc1、i_dc1分别为变换器1的直流侧电压和直流侧电流，u_dc2、i_dc2分别为变换器2的直流侧电压和直流侧电流。n_fdb为反馈转速，i_sqref为起动转矩电流指令，i_gqref为发电转矩电流指令，i_qref为转矩电流指令值，i_dref为励磁电流指令值，i_qfdb为转矩电流反馈值，i_dfdb为励磁电流反馈值，U_d、U_q分别为d、q轴电压指令值。T_emp1和T_emp2分别为两套绕组的温度。T_start为起动转矩指令值，T_sref为实际的起动转矩，T_scmp为限速控制输出的补偿转矩，n_limit为发动机怠速转速，i_sqref1和i_sqref2分别为两套绕组的起动转矩电流指令值。T_gene为发电转矩指令值，T_gref为实际的发电转矩，T_gcmp为限压控制输出的补偿转矩，T_gref1和T_gref2分别为两套绕组的实际发电转矩，i_gqref1和i_gqref2分别为两套绕组的发电转矩电流指令值。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

实施例一：

图1显示了本发明的起动发电机系统的一个优选实例的结构图，如图所示，该系统主要包括：双绕组永磁电机、两套变换器、两套直流接触器、动力电池和电气负载。

永磁电机采用双绕组结构，每套绕组采用星型连接方式，具有两个独立的中性点。两套电枢绕组输出端分别连接至两个双向变换器的桥臂中点，两个双向变换器的直流侧正极通过直流接触器连接至动力电池的正极，直流侧的负极连接至动力电池的负极。

电气负载连接至动力电池的正负两端。上位机通过CAN总线向电机变换器发送电机的控制指令，如转矩指令，同时变换器将电机和自身状态通过CAN发送给上位机，两套绕组的变换器通过CAN总线进行信息传递。

动力电池在发动机起动过程中输出能量，在发电过程中，吸收电机输出的电能同时为电气负载提供能量；

该双绕组永磁电机起动发电系统还包括，

旋转变压器，用于反馈电机转子位置信号；

电流传感器，用于实时检测两套绕组中的电流；

电压传感器，用于实时检测动力电池两端电压；

热敏电阻，用于实时检测电机电枢绕组温度；

每套变换器由三相桥臂、直流滤波电容、采样调理电路、解码电路、驱动放大隔离电路以及数字信号处理单元组成，其中三相桥臂由六个带反并联二极管的开关管两两并联而成；

旋转变压器输出电机转子位置信息，通过解码电路计算得到永磁电机转子位置角，并将转子位置角发送给数字信号处理单元；检测到的电流信号、电压信号、以及温度信号通过采样调理电路发送至数字信号处理单元，数字信号处理单元根据检测到的电流信号、电压信号、电机转子位置角以及上位机发送的控制指令进行矢量控制运算，并将计算出的PWM信号通过驱动放大隔离电路输出至三相桥臂，控制开关管动作，使永磁电机按照控制指令运行。

电流传感器可采用霍尔电流传感器检测两套绕组中的电流；热敏电阻可采用PT100热敏电阻检测电机绕组温度。

当一套绕组或者变换器出现故障无法正常工作时，由数字信号处理单元输出相应的控制信号，控制该路的直流接触器断开，使故障相绕组或者变换器和直流母线的连接断开，从而避免故障对直流侧电压产生影响，此时发电系统的输出功率由一套绕组和变换器提供，系统输出能力降低。

实施例二：

本发明双绕组永磁电机起动发电容错控制方法：

发动机起动时，两套变换器接收相同的起动指令，在正常状态下，每套绕组输出一半的起动转矩指令值，从而带动发动机起动。

若一套绕组或者变换器出现故障，则切除变换器和直流侧母线侧的连接，另一套正常绕组输出全部起动转矩指令值，确保发动机可靠起动。

当发动机运行到自持转速时，为了防止转速上升，对起动转矩指令值进行补偿，降低起动转矩，从而降低每套绕组的输出转矩。

在发电状态正常模式下，永磁电机两套绕组输出相同的发电转矩，从而满足直流侧输出功率的需求；

在一套绕组或者变换器完全故障的状态下，切除变换器和直流侧母线侧的连接，另一套正常绕组能够以最大能力进行转矩输出，此时整个发电系统的输出功率可能降额；

在一套绕组过热的状态时，对该套绕组的输出转矩进行限制，转矩降低的部分由另外一套绕组进行输出，此时整个发电系统的输出功率可能降额；

在两套绕组均过热的状态时，对两套绕组的输出转矩进行限制，此时整个发电系统降额运行。

实时检测直流母线侧电压，当直流母线侧电压高于某一阈值时，对电机的发电转矩指令值进行补偿，降低发电转矩，从而限制输出功率，防止直流母线侧电压过高。本发明能够实现发动机的可靠起动以及稳定的功率输出，发电控制简单，并且在一套绕组或者变换器故障时发电系统仍能输出一定的功率，可靠性较高。

图2为永磁电机起动发电控制原理图，如图所示，主要包括起动控制、发电控制、起动发电切换、坐标变换模块以及电流闭环。起动指令和发电转矩来自于上位机，检测到的动力电池两端电压u_dc1或u_dc2(u_dc1＝u_dc2)以及转速n_fdb用于发电控制时的限压和起动控制时的限速，坐标变换模块3s/2r用于将输入的三相电流i_a、i_b、i_c变换到两相旋转坐标系下的电流i_qfdb和i_dfdb，实现励磁电流和转矩电流的解耦控制。励磁电流采用i_dref＝0的控制，当变换器接收到起动指令，永磁电机工作在起动状态，此时转矩电流指令值i_qref等于起动控制的输出i_sqref；发动机起动完成后，当变换器接收到发电转矩指令时，永磁电机从起动状态切换到发电状态，此时转矩电流指令值i_qref等于发电控制的输出i_gqref。电流闭环控制采用PI调节器，其输出为电机交、值轴电压u_d、u_q，空间电压矢量调制(SVPWM)将输入的u_d、u_q转换为开关管的开关信号PWM_T1-T6，实现电机实际电流跟随指令电流，从而实现起动和发电功能。

图3为起动控制流程图。

第一步，两套变换器接收起动指令，设定起动转矩指令值T_start。

第二步，根据发动机转速n_fdb和怠速n_limit进行限速控制，限速控制输出补偿转矩T_scmp。

第三步，根据起动转矩指令值T_start和补偿转矩T_scmp计算实际起动转矩T_sref。

第四步，根据反馈的绕组电流进行故障判断，若电机绕组电流大于最大电流限制，则判断为过流故障；若无故障，则两套绕组实际起动转矩分别为0.5T_sref。

第五步，根据故障类型，进行相应的控制。发动机起动过程中，主要的故障为电机绕组过流故障。此时故障相绕组所连接的变换器封锁PWM信号输出，正常相绕组实际起动转矩为T_sref；

第六步，对两套绕组的实际起动转矩进行限制，若实际起动转矩大于最大转矩，则输出最大转矩，若不是，则输出实际起动转矩；

第七步，分别进行转矩电流查表，得到起动转矩电流指令值i_sqref1和i_sqref2。

第八步，根据起动转矩电流指令值进行电流闭环控制，输出变换器驱动信号。

图4所示为起动控制原理框图。

在发动机转速n_fdb未超过怠速n_limit时，限速控制的输出为零，即补偿转矩T_scmp为零，此时实际转矩T_sref等于起动转矩指令值T_start。当发动机转速n_fdb超过怠速n_limit时，限速控制输出一补偿转矩T_scmp，该补偿转矩的方向和起动转矩指令值T_start相反，使得实际转矩T_sref小于起动转矩指令值T_start，从而减小i_sqref，降低发动机转速，使得发动机转速维持在怠速附近。限速控制采用PI调节器，如图5所示，当反馈转速n_fdb小于发动机怠速n_limit时，限速控制输出为零，当反馈转速n_fdb大于发动机怠速n_limit时，通过PI调节器的比例和积分作用，限速控制输出一补偿转矩T_scmp，该补偿转矩的方向和起动转矩指令值T_start相反，且其绝对值不超过起动转矩指令的绝对值。补偿转矩计算公式为：

其中k_ps、k_is分别为PI调节器的比例和积分系数，s为复频率。

图6为发电控制流程图。

第一步，接收发电转矩指令值T_gene。

第二步，根据动力电池两端电压u_dc1(u_dc2)和最大电压U_dclimit进行限压控制，限压控制输出补偿转矩T_gcmp。

第三步，根据发电转矩指令值T_gtart和补偿转矩T_gcmp计算实际发电转矩T_gref。

第四步，根据反馈的电机转速、绕组温度和绕组电流进行故障判断，若电机转速大于最高转速限制，则判断为过速故障；若电机绕组电流大于最大电流限制，则判断为过流故障；若电机绕组温度大于最大温度限制，则判断为过温故障；若无故障，则两套绕组实际发电转矩为0.5T_gref。

第五步，根据故障类型，进行相应的控制。若为过速故障，两套变换器均封锁PWM信号；若为过流故障，则故障相绕组所连接的变换器封锁PWM信号输出，正常相绕组实际发电转矩为T_gref；若一套绕组出现过温故障，则故障相绕组实际发电转矩为0.25T_gref，正常相绕组实际发电转矩为0.75T_gref；若两套绕组均出现过温故障，则两套绕组实际发电转矩为0.25T_gref；

第六步，对两套绕组的实际发电转矩进行限制，若实际发电转矩大于最大转矩，则输出最大转矩，若不是，则输出实际发电转矩；

第七步，分别进行转矩电流查表，得到发电转矩电流指令值i_gqref1和i_gqref2。

第八步，根据发电转矩电流指令值进行电流闭环控制，输出变换器驱动信号。

图7所示为发电控制原理框图。

在动力电池两端电压u_dc1或u_dc2未超过最大电压u_dclimit时，限压控制的输出为零，即补偿转矩T_gcmp为零，此时实际转矩T_gref等于发电转矩指令值T_gene。当动力电池两端电压u_dc1或u_dc2超过最大电压u_dclimit时，限压控制输出一补偿转矩T_gcmp，该补偿转矩的方向和发电转矩指令值T_gene相反，使得实际转矩T_gref小于发电转矩指令值T_gene，从而减小i_gqref，降低动力电池两端电压，使得发电状态时，动力电池两端电压小于动力电池最大允许电压。限压控制仍采用PI调节器，原理和图5相同，当动力电池两端电压u_dc1或u_dc2未超过最大电压u_dclimit时，限速控制输出为零，当动力电池两端电压u_dc1或u_dc2超过最大电压u_dclimit时，通过PI的比例和积分作用，限压控制输出一补偿转矩T_gcmp，该补偿转矩的方向和发电转矩指令值T_gart相反，且其绝对值不超过发电转矩指令的绝对值。发电时补偿转矩计算公式为：

其中k_pg、k_ig分别为PI调节器的比例和积分系数，s为复频率。

实施例三：

图8为发电过程中正常状态下双绕组并联控制原理框图。

由于在同一个定子中采用双绕组结构，两套绕组之间的差异较小，并且在发电状态时，永磁电机工作在转矩模式，没有电压外环，此时对实际的发电转矩T_gref进行均分，分别由两套绕组产生一半的转矩，即T_gref1＝T_gref2＝0.5T_ref，分别通过转矩电流查表得到两套绕组的转矩电流指令值i_gqref1和i_gqref2，此时两套绕组中的相电流基本相同，两套变换器的直流侧输出电流也基本相同，无需采用均流算法即可实现母线电流的均衡。限压控制输出的补偿转矩T_gcmp对发电转矩指令值T_gene进行补偿，避免了对两套绕组分别进行补偿。

实施例四：

图9为发电过程中一套绕组或者变换器完全失效时的容错控制原理框图。

此时封锁故障相的PWM信号输出。对于正常的绕组，其实际发电转矩为T_gref，并对该发电转矩进行限制。

实施例五：

图10为发电过程中一套绕组过热时的容错控制原理框图。

此时故障相绕组的实际发电转矩为0.25T_ref，正常相绕组的实际发电转矩为0.75T_ref，限幅模块则为单套绕组所能输出的最大转矩。图11为两套绕组过热时的容错控制原理框图，此时两套绕组的转矩指令值均降为原来正常状态的一半，即T_gref1＝T_gref2＝0.25T_ref，整个发电系统的输出功率也降为原来的一半。

Claims (4)

1.一种双绕组永磁电机起动发电系统，其特征在于，主要包括：双绕组永磁电机、两套变换器、两套直流接触器、动力电池和电气负载；

所述双绕组永磁电机定子绕组采用星型连接方式，具有两个独立的中性点；所述动力电池在发动机起动过程中输出能量，在发电过程中，吸收电机输出的电能同时为电气负载提供能量；

所述两套变换器交流侧分别和双绕组永磁电机的两套绕组输出端相连，双绕组永磁电机的两套绕组中性点相互解耦，两套变换器直流侧正极分别通过一个直流接触器连接至动力电池的正极，两套变换器直流侧负极连接至动力电池的负极，两套变换器之间采用CAN总线进行通信，对相互的状态进行监测；

上位机通过CAN总线将电机的控制指令如转矩或转速发送给两套变换器数字信号处理单元，同时两套变换器数字信号处理单元将电机状态信息通过CAN总线发送给上位机。

2.根据权利要求1所述双绕组永磁电机起动发电系统，其特征在于，还包括，

旋转变压器，用于反馈电机转子位置信号；

电流传感器，用于实时检测两套绕组中的电流；

电压传感器，用于实时检测动力电池两端电压；

热敏电阻，用于实时检测电机电枢绕组温度；

每套变换器由三相桥臂、直流滤波电容、采样调理电路、解码电路、驱动放大隔离电路以及数字信号处理单元组成，其中三相桥臂由六个带反并联二极管的开关管两两并联而成；

旋转变压器输出电机转子位置信息，通过解码电路计算得到永磁电机转子位置角，并将转子位置角发送给数字信号处理单元；检测到的电流信号、电压信号、以及温度信号通过采样调理电路发送至数字信号处理单元，数字信号处理单元根据检测到的电流信号、电压信号、电机转子位置角以及上位机发送的控制指令进行矢量控制运算，并将计算出的PWM信号通过驱动放大隔离电路输出至三相桥臂，控制开关管动作，使永磁电机按照控制指令运行。

3.根据权利要求2所述双绕组永磁电机起动发电系统，其特征在于，所述电流传感器采用霍尔电流传感器检测两套绕组中的电流；所述热敏电阻采用PT100热敏电阻检测电机绕组温度。

4.一种双绕组永磁电机起动发电容错控制方法，基于上述系统，该方法包括以下步骤：

1）起动过程中，两套变换器通过CAN总线接收来自上位机的起动指令，设定起动转矩指令值，并根据限速控制计算补偿转矩，得到实际起动转矩指令；然后根据实际起动转矩指令以及转矩电流表得到转矩电流指令，通过电流闭环控制使得电机的两套绕组均输出1/2的实际的起动转矩指令；

起动过程中，检测绕组电流，若一套绕组出现过流故障，则封锁故障相绕组所连接变换器的PWM信号输出，另一套绕组输出全部的实际起动转矩指令，从而确保发动机可靠起动；

2）发电过程中，两套变换器通过CAN总线接收来自上位机的发电转矩指令，根据限压控制计算补偿转矩，得到实际发电转矩指令，然后根据实际发电转矩以及转矩电流表查表得到发电转矩电流指令，通过电流闭环控制使得电机的每套绕组均输出1/2的实际发电转矩指令；

当检测到一套绕组或者变换器出现故障时，如过流故障，过速故障或IGBT过温故障，相应绕组的转矩电流指令值为零，并封锁相应变换器的PWM输出，然后控制相应直流接触器从而断开相应变换器和动力电池的连接，防止故障蔓延到正常绕组和变换器；对于正常的另一套绕组，当实际发电转矩指令值小于单套绕组最大输出转矩时，该绕组输出实际发电转矩指令；当实际发电转矩指令值大于单套绕组最大输出转矩时，该绕组输出最大转矩；

当检测到一套绕组检测到温度过高时，将该套绕组的发明转矩指令降为实际发电转矩指令的1/4，另一套正常绕组输出实际发电转矩指令的3/4；

当两套绕组均检测到温度过高时，将两套绕组的指令转矩均降为实际发电转矩指令的1/4，在该状态下，系统的输出功率为正常状态时的一半。

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