论文部分内容阅读
永磁容错(Fault Tolerant Permanent Magnet,FTPM)电机具有容错和故障隔离能力,在多电/全电飞机电力作动器中具有广阔的应用前景。为保证永磁容错电机控制系统的高可靠性,这里结合六相十极永磁容错电机的容错结构,将直接转矩控制应用于永磁容错电机。本文的永磁容错电机各相绕组均采用独立H桥驱动,且各相绕组相对独立,不存在中性点连接,因此在合成空间电压矢量的分布上与传统三相全桥驱动逆变系统存在很大的区别。基于此,这里首先对独立H桥驱动的六相永磁容错电机总空间电压矢量的分布进行了研究,为直接转矩控制做好铺垫。然后本文沿袭三相电机直接转矩控制六扇区、圆形磁链轨迹的思想,构建了永磁容错电机基于砰-砰的直接转矩控制,并基于永磁容错电机各相绕组具有磁隔离能力的特点,构建了磁链观测器。通过对基于砰-砰的直接转矩控制进行仿真、实验验证以及理论分析,发现系统的约束条件数目小于系统的变量数目,对变量约束的强度不够,存在电流畸变的缺点。为克服永磁容错电机基于砰-砰的直接转矩控制的缺点,在进一步研究的过程中,构建了永磁容错电机SVM-DTC算法,该算法直接利用各相绕组的相空间电压矢量进行空间电压矢量的合成,以实现对定子磁链及转矩的控制。由于算法直接使用各相绕组的相电压矢量进行控制,对每相绕组均有所约束,能够确保电流不出现基于砰-砰直接转矩控制中类似的畸变,并且系统采用空间电压调制的直接转矩控制思想,控制性能也得到了提升。本文还针对系统的容错要求,给出了永磁容错电机SVM-DTC的容错算法(包括一相断路、一相短路),并对永磁容错电机SVM-DTC进行仿真和实验研究,完成了调速实验和容错实验(包括一相断路、一相短路),验证了系统的可行性、正确性以及容错能力。本文采用汇编语言编写了永磁容错电机基于砰-砰的直接转矩控制和SVM-DTC的程序,并利用基于TMS320LF2407的数字控制系统实验平台完成了电机的正常态和故障态实验。