新型五相磁通切换永磁电机容错控制研究
2019-08-15 22:48:06 点击：
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1.2电磁特性
图3为电机在空载情况下的磁力线分布图。可见，空载时每相永磁体产生的磁通在定转子齿相重合的位置磁力线很密集，齿尖饱和最严重。在电机外部，永磁体存在着一定的漏磁。
当电机内的磁链不断地在正负最大值之间呈周期性变化时，由法拉第定律，绕组两端就会产生幅值和相位交变的反电动势。若忽略谐波分量和局部饱和效应的影响，电机的每相理想空载永磁磁链可看成正弦，这样，绕组内感应到的空载反电动势也为正弦分布，如图4所示。则进而可近似得到电机五相空载反电势方程为:
2容错控制策略
如前所述，由于所设计的五相FSPM电机的空载反电势为近似正弦，故其可运行于永磁无刷交流(BrushlessAC，BLAC)方式。此时，电机的五相电流方程为:
当电机出现故障时，需采取容错控制策略，以期实现电机的故障条件下实现与正常运行等效的转矩输出性能。
正常运行情况下五相BLAC电机定子绕组的磁动势为:
对上式采用欧拉公式分解为:
假设绕组A相开路，则ia=0，为维持总磁动势恒定，可以通过改变剩余四相非故障相电流的幅值与相角来实现，如图5所示。
实际上而言，式(7)是一个多解方程，即可以得到多种容错控制策略。传统容错控制方法而言，为最大程度上降低电机的铜耗，其五相缺相控制策略为:
但需要指出的是，在传统控制方法中，由于只考虑了保证正常与故障条件下的永磁转矩保持不变，而电机的磁阻转矩未予考虑。由于本项目所设计的电机电感值较大，故其磁阻转矩不容忽视，特别是在故障条件下。因此，本文提出如下适合本电机的电流分配方案为(下文为方便起见，简称为磁阻容错方式):