一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法

本发明涉及电励磁直流同步电机领域，尤其是一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法。

背景技术：

1、电励磁直流同步电机是在开关磁阻电机基础上发展出来的一种新型无刷直流电机，其定子绕有电枢绕组和励磁绕组，转子上无绕组，结构简单可靠、控制灵活。四相电励磁直流同步电机具有容错性能好、适用于恶劣工况的优点，控制十分灵活，在电动汽车、航空等领域具有广阔的应用前景。

2、目前，有关四相电励磁直流同步电机励磁故障的容错控制策略研究较少。现有技术中针对四相电励磁直流同步电机电动控制容错策略处于空白，同时励磁故障时主功率变换器发生故障时需要进一步容错控制依然处于空白。为了填补这一空白，本文研究了一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法。

技术实现思路

1、本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法，实现励磁故障下主功率拓扑中开关管故障时能够实现容错控制。本发明的技术方案如下：

2、一种电励磁直流同步电机电动容错控制控制策略包括容错拓扑、四相电励磁直流同步电机、位置传感器、负载、储能电容c，直流电源udc；

3、直流电源udc正极连接在容错拓扑中各个桥臂的上开关管的集电极，直流电源udc的负极连接容错拓扑各个桥臂的下开关管的发射极；

4、负载与负载储能电容并联并与容错拓扑并联，容错拓扑由h桥变换器及4个电子开关组成。

5、所述的四相电励磁直流同步电机，其特征在于，四组h桥变换器的结构相同，每个h桥变换器包括分别由上开关管和下开关管反向串联构成的第一桥臂和第二桥臂，两个桥臂中的下开关管两端分别反向并联一个二极管；同时a相绕组正端与c相绕组正端间连接一个电子开关，a相绕组负端与c相绕组负端间连接一个电子开关；b相绕组正端与d相绕组正端间连接一个电子开关，b相绕组负端与d相绕组负端间连接一个电子开关；

6、所述的四相电励磁直流同步电机，其特征在于，所述三相电枢绕组包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、d相绕组，第一h桥变换器连接所述a相绕组，第二h桥变换器连接所述b相绕组，第三h桥变换器连接所述c相绕组、第四h桥变换器连接所述d相绕组。

7、四相电励磁直流同步电机正常工作时：当电流传感器未检测到励磁故障时，四相电励磁直流同步电机工作于正常策略状态，控制器控制控制电子开关k1、k2、k3、k4断开，采用正常工作时的导通逻辑；当检测到四相电励磁直流同步电机出现励磁故障时，断开励磁电路，采用容错策略进行容错控制。

8、本发明的有益技术效果是：

9、本申请公开了一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法，该四相电励磁直流同步电机在励磁故障发生前，关闭k1、k2、k3、k4以“电感上升相通正电，电感下降区通负电方式”进行正常电动，在励磁故障发生后，切换至故障容错模式，提高了四相电励磁直流同步电机在各种环境下运行的可靠性，适合应用于汽车等行业。

10、另外该四相电励磁直流同步电机采用h桥变换器有助于将各相绕组独立，不存在中点电位变化可能引起的电流缺口的问题，并且控制策略更为灵活。电机发电过程无需再与耗电相保持串联，可以提高电机运行效率，且具有较好的容错性能。

技术特征：

1.一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法，其特征在于，所述电励磁直流同步电机电动容错控制控制策略包括容错拓扑、四相电励磁直流同步电机、位置传感器、负载、储能电容c，直流电源udc；

2.根据权利要求1所述的四相电励磁直流同步电机，其特征在于，四组h桥变换器的结构相同，每个h桥变换器包括分别由上开关管和下开关管反向串联构成的第一桥臂和第二桥臂，两个桥臂中的下开关管两端分别反向并联一个二极管；同时a相绕组正端与c相绕组正端间连接一个电子开关，a相绕组负端与c相绕组负端间连接一个电子开关；b相绕组正端与d相绕组正端间连接一个电子开关，b相绕组负端与d相绕组负端间连接一个电子开关。

3.根据权利要求1所述的四相电励磁直流同步电机，其特征在于，所述三相电枢绕组包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、d相绕组，第一h桥变换器连接所述a相绕组，第二h桥变换器连接所述b相绕组，第三h桥变换器连接所述c相绕组、第四h桥变换器连接所述d相绕组。

4.根据权利要求1所述的四相电励磁直流同步电机，其特征在于，所述控制器在控制容错拓扑中的开关管及电子开关的状态的过程中，将实际转速与给定转速的误差进行pi调节得到给定电流，再将给定电流与当前4相绕组实际的电流进行pi调节得到相应占空比信号，并与容错导通逻辑进行与操作，以对四相电枢绕组的电流进行斩波控制而实现对转速的闭环控制。

技术总结
本发明公开了一种电动汽车用电励磁直流同步电机容错驱动控制方法，涉及电励磁直流同步电机领域，该电励磁直流同步电机在未发生故障发生前，以正常策略进行电动控制，在励磁故障发生后，切换至故障电动模式，其中故障电动模式中兼顾了主功率变换器开关管故障容错控制，提高了四相电励磁直流同步电机在各种环境下运行的可靠性，适合应用于电动汽车等行业。

技术研发人员：杨亚,陈品,史兆成,雍凯,王静
受保护的技术使用者：芜湖职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17