恭喜東南大學王政獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜東南大學申請的專利一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114977981B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-20發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210680214.2,技術領域涉及:H02P29/028;該發明授權一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法是由王政;段成亮;曹常雨;何子玉設計研發完成,并于2022-06-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法,涉及同步電機容錯控制領域。該雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法,包括建立靜止坐標系下雙三相永磁同步電機匝間短路故障暫態模型,通過分析匝間短路故障下雙三相永磁同步電機系統物理原理,分別建立表征自然靜止坐標系與雙同步旋轉坐標系下故障電機電壓與電流變化關系的一階暫態方程,繼而將短路電流視為正弦變量,求解得出反映短路電流幅值與dq軸電流關系的穩態模型,在此基礎上,利用永磁充去磁技術實現轉子磁鏈優化,進而實施三段式匝間短路容錯控制,分別通過施加弱磁電流、改變兩套三相繞組出力比例、限制電機出力的方式,將短路電流控制在目標值。
本發明授權一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法在權利要求書中公布了:1.一種雙三相永磁同步電機匝間短路故障容錯控制方法,其特征在于,包括:基于匝間短路故障下雙三相永磁同步電機系統物理原理,建立靜止坐標系下雙三相永磁同步電機匝間短路故障暫態模型,得到描述靜止坐標系下電壓與電流、磁鏈變化關系的一階暫態方程,在此基礎上,基于轉子磁鏈定向進行坐標變換,建立雙同步旋轉坐標系下的雙三相永磁同步電機匝間短路故障暫態模型,得到描述雙同步坐標系下電壓與電流、磁鏈變化關系的一階暫態方程;將短路電流視為正弦變量,基于雙同步旋轉坐標系下電機匝間短路故障模型,忽略電流暫態變化,得到描述短路電流幅值與dq軸電流變化關系的穩態方程,進一步,結合電機轉矩方程,求解得到描述永磁磁鏈大小與電機轉矩、轉速變化關系的穩態方程,在該永磁磁鏈下短路電流達到最小值;針對采用低矯頑力永磁體的可變磁鏈電機,根據其運行工況實施充去磁優化,抑制匝間短路故障下電機的短路電流,減緩故障嚴重程度;根據雙三相永磁同步電機匝間短路故障特征與短路電流抑制要求,實施三段式匝間短路故障容錯控制,第一段通過施加d軸弱磁電流抑制短路電流,第二段在弱磁電流達到最大值后,通過改變兩套三相繞組出力比例抑制短路電流,第三段在故障三相出力達到最小后,限制電機轉矩出力以進一步抑制短路電流;所述雙同步坐標系下電壓與電流、磁鏈變化關系的一階暫態方程具體為: 其中ud1、uq1表示同步坐標系一下的d、q軸電壓;ud2、uq2表示同步坐標系二下的d、q軸電壓;id1、iq1表示同步坐標系一下的d、q軸電流;id2、iq2表示同步坐標系二下的d、q軸電流;L表示電機自感,滿足L=Ll+Lms;Rs表示定子電阻;Lδ表示凸極效應引起的磁阻電感;M1表示三相繞組間的互感;M2表示兩套三相繞組間的互感;Rf表示短路電阻;μ表示短路繞組與總繞組的匝數比,稱為短路匝比;所述描述短路電流幅值與dq軸電流變化關系的穩態方程具體為: 其中D=mμL+Lδcos2θ;將短路電流視為正弦變量,忽略電流暫態變化,進一步推導得到描述短路電流幅值Iaf與兩套dq軸電流變化關系的穩態方程: 對于給定電機,在轉速與故障參數確定時,上式的分母為固定值,而分子視作兩個正交分量Fd與Fq的合成值, 所述描述永磁磁鏈大小與電機轉矩、轉速變化關系的穩態方程具體包括:正常運行下電機轉矩方程為: 在未實施其他故障容錯控制的前提下,d軸電流為零,兩套三相繞組q軸電流相等,忽略短路電流對轉矩的影響,聯立轉矩方程與短路電流穩態方程,得到描述短路電流幅值與永磁磁鏈變化關系的穩態方程:
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