申请/专利权人：江苏大学

申请日：2022-01-06

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN114204854B

主分类号：H02P6/10

分类号：H02P6/10;H02P6/34;H02P21/18;H02P25/024

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.04.05#实质审查的生效;2022.03.18#公开

摘要：本发明公开了一种基于转子磁链观测器的五相永磁同步电机开路容错无位置控制方法。首先，该策略在容错模型基础上，构建基于指数趋近律的滑模观测器以获取反电势信号。其次，为抑制所观测反电势中直流偏置、低频和高频谐波对转子位置观测精度的影响，设计一种改进型二阶广义积分器，并将其和滑模观测器级联构成转子磁链观测器。再次，采用锁相环技术从转子磁链中提取转子位置信息。最后，将该转子磁链观测器和容错控制策略相结合。该策略有效地抑制了观测反电势中的直流偏置、低频和高频扰动，提高了五相永磁同步电机在开路故障下的转子位置估计精度，实现了电机开路故障下的无位置高性能运行。

主权项：1.一种基于转子磁链观测器的五相永磁同步电机开路容错无位置控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，推导出五相永磁同步电机A相开路情况下的非故障相电流和容错变换矩阵，建立电机故障下的数学模型 式中：us＝[uαuβ]T、is＝[iαiβ]T、Es＝[EαEβ]T分别为定子电压、定子电流、反电势，uα、uβ、iα、iβ、Eα、Eβ分别为α、β坐标系下的定子电压、定子电流、反电势；Rs、Ls分别为相电阻、相电感；步骤2，设计五相永磁同步电机单相开路故障下的容错矢量控制；步骤3，依据电机故障下的数学模型，建立含有非故障相反电势的电流观测方程，建立电机反电势观测方程以及电流观测误差方程；步骤4，设计基于指数趋近律的滑模控制律： 式中：A＝-RsLs；B＝1Ls；c为滑模参数且大于零；p为微分算子；为定子电流估计值；Vs＝[VαVβ]T为滑模控制律；ε、k为趋近系数，且ε0、k0，由此设计滑模观测器，观测出反电势；步骤5，将所观测的反电势信号分解为含有直流、基波和谐波分量的反电势： 式中：f0、f1和fh分别为观测反电势的直流、基波和谐波分量；ω1、ωh分别为基波、谐波电角频率；分别为基波、谐波初始相位；步骤6，设计改进型二阶广义积分器，抑制滑模观测器观测出的反电势信号中的直流和高频分量，并将基波分量变换为转子磁链信号 式中：k1、k2为阻尼因子；为中心频率，故障电机稳态运行时存在步骤7，设计锁相环，从转子磁链信号中获取转子位置和转速信息；步骤8，将基于滑模观测器和改进型二阶广义积分器级联构成的转子磁链观测器，与容错矢量控制策略相结合，实现五相永磁同步电机单相开路故障下的高性能无位置运行。

全文数据：

权利要求：

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