傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)，包括控制算法集成模塊、容錯控制模塊、逆變器模塊、電流傳感器模塊、位置傳感器模塊和永磁同步電機；所述永磁同步電機上設置位置傳感器模塊；所述控制算法集成模塊輸出6路PWM信號到逆變器模塊，所述逆變器模塊輸出三相電流信號到永磁同步電機，同時將三相電流信號中的兩相電流信號輸出到電流傳感器模塊；所述位置傳感器模塊將位置信號θp輸出到容錯控制模塊；所述電流傳感器模塊將電流信號ia和電流信號ib輸出到容錯控制模塊；所述容錯控制模塊將交直軸電流信號iq和id與位置信號輸出到控制算法集成模塊；所述控制算法集成模塊(1)將交直軸電壓信號Uq和Ud輸出到容錯控制模塊。
【專利說明】
傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)技術，尤其設及一種用于不同傳感器 故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)及方法，即本發(fā)明的傳感器故障下車用永磁同步 電機容錯驅動系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展極大提升了人類社會現(xiàn)代文明和經(jīng)濟的前進步伐，但與此同 時，非常嚴峻的能源問題和環(huán)境問題也隨之產(chǎn)生。而電動汽車W其環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)勢，己經(jīng) 逐漸受到各國政府W及汽車生產(chǎn)企業(yè)的關注。在各國政府相關鼓勵政策的刺激下，電動汽 車產(chǎn)業(yè)相關的關鍵技術在近幾十年里取得了巨大的進步，電動汽車整車與關鍵器件性能得 到了長足的發(fā)展，并且電動汽車產(chǎn)業(yè)化和市場化規(guī)模也逐步形成。作為電機驅動系統(tǒng)中的 主流電機之一，永磁同步電機憑借本身結構的特殊，發(fā)揮出了其突出的節(jié)能優(yōu)勢，被很好地 運用到電動汽車產(chǎn)業(yè)。而永磁同步電機和普通電機相比，需要在電機上安裝傳感器，用于獲 得電機實際運行時的電流、速度和位置信息，W實現(xiàn)永磁同步電機的矢量控制。但傳感器是 敏感元件，很有可能在使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，從而不利于系統(tǒng)的可靠運行。對汽車的電驅動系 統(tǒng)而言，系統(tǒng)連續(xù)可靠的安全運行至關重要，為此，迫切需要研究傳感器故障下車用永磁同 步電機的容錯驅動系統(tǒng)及方法，來提高整個系統(tǒng)的運行可靠性從而降低故障出現(xiàn)后導致的 人身、財產(chǎn)損失。目前，國內已有一些針對不同傳感器故障下容錯的解決方案，如文獻1(專 利號為201010166030.1)所示，該方法中的電機控制單元利用自身的檢測電路采集電流傳 感器輸出電壓幅值，檢測電流傳感器的電氣故障;無故障信息時，電機控制單元按照空間矢 量控制策略使動力總成系統(tǒng)完好運行;短路或斷路故障時，電機控制單元進入VVVF控制模 式，通過改變加在電機上的電壓、頻率的大小，實現(xiàn)電機的粗略的速度控制和扭矩控制;過 流故障時，電機控制單元將進入降功率模式，降低動力總成系統(tǒng)輸出扭距，動力總成系統(tǒng)W 部分負荷狀態(tài)繼續(xù)運行。如文獻2(專利號為201310395718.0)所示，該方法中通過判斷霍爾 信號順序是否正確、判斷轉子經(jīng)過某霍爾區(qū)域所走過的電角度是否大于最小值或判斷轉子 經(jīng)過某霍爾區(qū)域所走過的電角度是否小于最大值來判斷霍爾傳感器是否出現(xiàn)故障，并找出 哪相霍爾傳感器出現(xiàn)故障。運兩個專利都是針對單一類型傳感器故障的容錯控制，且文獻1 中的電機控制單元進入VWF控制模式時，電機存在失步、抖振、調速范圍不寬等問題;文獻2 是針對霍爾傳感器的容錯控制，在電動車里常常使用的是旋轉變壓器，且實際應用中電動 車除了旋轉變壓器還有電流傳感器，電流傳感器也會常常出現(xiàn)故障。為此，我們圍繞電動汽 車領域，提出位置傳感器和電流傳感器運兩種傳感器故障下永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng) 及方法。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單的傳感器故障下車用永磁同步電 機容錯驅動系統(tǒng)及方法。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯 驅動系統(tǒng)，包括控制算法集成模塊、容錯控制模塊、逆變器模塊、電流傳感器模塊、位置傳感 器模塊和永磁同步電機;所述永磁同步電機上設置位置傳感器模塊;所述控制算法集成模 塊輸出6路PWM信號到逆變器模塊，所述逆變器模塊輸出Ξ相電流信號到永磁同步電機，同 時將Ξ相電流信號中的兩相電流信號輸出到電流傳感器模塊;所述位置傳感器模塊將位置 信號θρ輸出到容錯控制模塊;所述電流傳感器模塊將電流信號ia和電流信號ib輸出到容錯 控制模塊;所述容錯控制模塊將交直軸電流信號iq和id與位置信號輸出到控制算法集成 模塊;所述控制算法集成模塊將交直軸電壓信號Uq和Ud輸出到容錯控制模塊。
[0005] 作為本發(fā)明所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)的改進:所述 控制算法集成模塊包括第一減法器、第二減法器、第Ξ減法器、第一 PI調節(jié)器、第二PI調節(jié) 器、開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊、IPA服變換模塊、空間矢量調制模塊和速度計算模塊;所 述第一減法器接收給定速度信號Wref和實際速度信號ωτ，經(jīng)運算輸出電信號到第一PI調 節(jié)器;第一 ΡΙ調節(jié)器經(jīng)運算輸出給定交軸電流信號^到第二減法器;所述第二減法器接收 給定交軸電流信號ζ和實際交軸電流信號iq，經(jīng)運算輸出電信號到第二ΡΙ調節(jié)器;所述第 Ξ減法器接收給定直軸電流信號二0和實際直軸電流信號id,經(jīng)運算輸出電信號到第 二PI調節(jié)器;所述第二PI調節(jié)器經(jīng)運算分別輸出交軸電壓信號和直軸電壓信號到開 環(huán)/閉環(huán)切換模塊;所述開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊經(jīng)運算分別輸出直軸電壓信號山和交 軸電壓信號Uq到IPA服變換模塊（12)和有/無電流傳感器模塊;所述IPARK變換模塊接收到 直軸電壓信號Ud和交軸電壓信號Uq后經(jīng)運算分別輸出電壓信號Ua和電壓信號化到空間矢量 調制模塊;所述空間矢量調制模塊輸出6路PWM信號到逆變器模塊;所述有/無電流傳感器模 塊接收到電流信號ia、電流信號ib、直軸電壓信號山、交軸電壓信號Uq和位置信號后，經(jīng)運 算分別將直軸電流信號iq和交軸電流信號id輸出到第二減法器和第Ξ減法器;所述有/無位 置傳感器模塊接收到位置信號θρ，經(jīng)運算分別輸出位置信號0^6到IPA服變換模塊、速度計算 模塊和有/無電流傳感器模塊;速度計算模塊輸出電機的實際速度信號ωτ到第一減法器。
[0006] 作為本發(fā)明所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)的進一步改 進:所述的容錯控制模塊包括有/無電流傳感器模塊與有/無位置傳感器模塊;所述的有/無 電流傳感器模塊包括CLA服變換模塊、ΡΑ服變換模塊、相電流算法重構模塊和電流切換開關 模塊;所述CLA服變換模塊接收到電流信號ia和電流信號ib，經(jīng)運算將電流信號ia和電流信 號ie輸出到PARK變換模塊;所述PA服變換模塊輸出直軸電流信號idi和交軸電流信號iqi到電 流切換開關模塊;所述的相電流算法重構模塊接收到直軸電壓信號山、交軸電壓信號Uq和位 置信息θρ后經(jīng)運算輸出直軸電流信號id2和交軸電流信號iq2到電流切換開關模塊;電流切換 開關模塊經(jīng)運算輸出直軸電流信號id和交軸電流信號iq;所述有/無位置傳感器模塊包括基 于滑模觀測器的轉子位置估算模塊和位置切換開關模塊;所述基于滑模觀測器的轉子位置 估算模塊接收到電流信號ia和電流信號ib，并將位置信號θβ輸出到位置切換開關模塊;所述 位置切換開關模塊接收到位置信號9e和θρ，經(jīng)運算輸出位置信號I f D
[0007]作為本發(fā)明所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)的進一步改 進:所述開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊包括直軸電壓開環(huán)給定模塊、交軸電壓開環(huán)給定模塊 和電壓矢量切換模塊;所述電壓矢量切換模塊分別接收到交軸電壓開環(huán)給定模塊輸出的電 壓信號1直軸電壓開環(huán)給定模塊輸出的電壓信號>第二PI調節(jié)器輸出的交軸電壓 與直軸電壓經(jīng)運算輸出交直軸電壓信號Uq與山至ijlPA服變換模塊。
[000引一種傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)的控制方法，所述電壓矢量切 換模塊、位置切換開關模塊、電流切換開關模塊包括四種工作狀態(tài)的切換。
[0009] 作為對本發(fā)明所述的傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)的控制方法 的改進，當電流傳感器與位置傳感器都正常運作時，采用基于傳感器矢量控制子模塊進行 控制，電壓矢量切換模塊的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號i/gg和直軸電壓信號 位置切換開關模塊的輸出切換到位置傳感器模塊的輸出位置信號θρ，電流切換開關模 塊的輸出切換到經(jīng)ΡΑ服變換模塊運算后輸出的直軸電流信號idi和交軸電流信號iqi;當電 流傳感器發(fā)生故障而位置傳感器正常運作時，采用基于相電流重構控制子模塊進行控制， 電壓矢量切換模塊的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號和直軸電壓信號C/^， 位置切換開關模塊的輸出切換到位置傳感器模塊的輸出位置信號θρ，電流切換開關模塊的 輸出切換到經(jīng)相電流算法重構模塊運算后輸出的直軸電流信號id2和交軸電流信號iq2;當 電流傳感器正常工作而位置傳感器發(fā)生故障時，采用基于無位置傳感器矢量控制子模塊進 行控制，電壓矢量切換模塊的輸出切換到？1調節(jié)器輸出的交軸電壓信號打3^和直軸電壓信 號，位置切換開關模塊的輸出切換到基于滑模觀測器的轉子位置估算模塊輸出的位置 信號目e，電流切換開關模塊的輸出切換到經(jīng)PA服變換模塊運算后輸出的直軸電流信號idl和 交軸電流信號iql;當電流傳感器與位置傳感器都發(fā)生故障時，采用基于恒壓頻比V/F控制子 模塊進行控制，電壓矢量切換模塊的輸出切換到交軸電壓開環(huán)給定模塊輸出的電壓信號 tig <直軸電壓開環(huán)給定模塊輸出的電壓信號/立置切換開關模塊和電流切換開關模塊 此時不輸出信號。
[0010] 本發(fā)明針對電動汽車的電機驅動系統(tǒng)，在傳感器發(fā)生故障的情況下實現(xiàn)容錯驅動 而提出，可W減小或避免在傳感器故障時產(chǎn)生的人身財產(chǎn)損失。其中的容錯控制模塊可W 分別對電流和位置信號的讀取進行容錯控制，控制算法集成模塊可W實現(xiàn)有位置傳感器矢 量閉環(huán)控制、無位置傳感器矢量閉環(huán)控制和V/F開環(huán)控制的切換，開環(huán)/閉環(huán)切換模塊11配 合控制算法集成模塊實現(xiàn)開環(huán)控制與閉環(huán)控制的有效切換。
【附圖說明】
[0011] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0012] 圖1為傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)總體框架圖；
[0013] 圖2為傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)中控制算法集成模塊的框架 圖；
[0014] 圖3為傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)中容錯控制模塊的框架圖；
[0015] 圖4為控制算法集成模塊中的開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊的框架圖。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1、圖1~圖4給出了一種傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)， 包括控制算法集成模塊1、容錯控制模塊2、逆變器模塊3、電流傳感器模塊4、位置傳感器模 塊5和永磁同步電機6。
[0017] W上所述的控制算法集成模塊1包括第一減法器7、第二減法器9、第Ξ減法器15、 第一 PI調節(jié)器8、第二PI調節(jié)器10、開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊1UIPA服變換模塊12、空間 矢量調制模塊13和速度計算模塊14; W上所述的容錯控制模塊2包括有/無電流傳感器模塊 16與有/無位置傳感器模塊17;有/無電流傳感器模塊16包括CLA服變換模塊21、PA服變換模 塊22、相電流算法重構模塊23和和電流切換開關模塊26;有/無位置傳感器模塊17包括基于 滑模觀測器的轉子位置估算模塊24、位置切換開關模塊25; W上所述的開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量 切換模塊11包括直軸電壓開環(huán)給定模塊20、交軸電壓開環(huán)給定模塊18和電壓矢量切換模塊 19。其連接關系如下：
[001引第一減法器7接收給定速度信號C0ref(上位機系統(tǒng)給定的速度信號Wref)和實際速 度信號ω。經(jīng)運算輸出誤差信號（COref-Wr)到第一 PI調節(jié)器8;第一 PI調節(jié)器8經(jīng)運算輸出 給定交軸電流信號ζζ到第二減法器9;第二減法器9接收給定交軸電流信號^和實際交軸 皆 電流信號1。，經(jīng)運算輸出誤差信號^ )到第二？1調節(jié)器10;第^減法器15接收給定直 軸電流信號二0(上位機系統(tǒng)給定的直軸電流信號二0)和實際直軸電流信號id， 經(jīng)運算輸出誤差信號3到第二PI調節(jié)器10;第二PI調節(jié)器10經(jīng)運算分別輸出交軸 電壓信號和直軸電壓信號到電壓矢量切換模塊19,電壓矢量切換模塊19再分別接收 到交軸電壓開環(huán)給定模塊18輸出的電壓信號、直軸電壓開環(huán)給定模塊20輸出的電壓信 號。經(jīng)運算將得到的交直軸電壓信號Uq與Ud分別輸出到IPA服變換模塊12和相電流算法 重構模塊23; IPA服變換模塊12接收到直軸電壓信號Ud和交軸電壓信號Uq后經(jīng)運算分別輸出 電壓信號Ua和電壓信號化到空間矢量調制模塊13;空間矢量調制模塊13輸出6路P歷信號到 逆變器模塊3,逆變器模塊3輸出Ξ相信號到永磁同步電機6和電流傳感器模塊4(該電流傳 感器模塊4接收到A、B兩相電流信號）。電流傳感器模塊4將電流信號ia、電流信號ib分別輸出 到CLA服變換模塊21和和基于滑模觀測器的轉子位置估算模塊24;永磁同步電機6運行后， 其自帶的位置傳感器模塊5輸出位置信號θρ到相電流算法重構模塊23和位置切換開關模塊 25;CLA服變換模塊21接收到電流信號ia和電流信號ib，經(jīng)運算將電流信號ia和電流信號ie 輸出到PA服變換模塊22; PA服變換模塊22輸出直軸電流信號idi和交軸電流信號iqi到電流 切換開關模塊26;相電流算法重構模塊23接收到直軸電壓信號山、交軸電壓信號Uq和位置信 息9p后經(jīng)運算輸出直軸電流信號id2和交軸電流信號iq2到電流切換開關模塊26;電流切換開 關模塊26經(jīng)運算分別將直軸電流信號id和交軸電流信號iq輸出到第Ξ減法器15和第二減法 器9;基于滑模觀測器的轉子位置估算模塊24接收到電流信號ia和電流信號ib，并將位置信 號9e輸出到位置切換開關模塊25;位置切換開關模塊25接收到位置信號06和θρ，經(jīng)運算輸出 位置信號If到PAm(變換模塊22、IPAm(變換模塊12、速度計算模塊14,速度計算模塊14經(jīng)過 計算后輸出實際速度信號ω r到第一減法器7。
[0019] 本發(fā)明的傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)的控制方法的實現(xiàn)步驟 如下：
[0020] 電壓矢量切換模塊19、位置切換開關模塊25、電流切換開關模塊26包括四種工作 狀態(tài)的切換：
[0021 ]當電流傳感器4與位置傳感器5都正常運作時，采用基于傳感器矢量控制子模塊進 行控制，電壓矢量切換模塊19的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號[/^4和直軸電壓 信號位置切換開關模塊25的輸出切換到位置傳感器模塊5的輸出位置信號θρ，電流切 換開關模塊26的輸出切換到經(jīng)ΡΑ服變換模塊22運算后輸出的直軸電流信號idi和交軸電流 信號iql。
[0022] 當電流傳感器4發(fā)生故障而位置傳感器5正常運作時，采用基于相電流重構控制子 模塊進行控制，電壓矢量切換模塊19的輸出切換到口1調節(jié)器輸出的交軸電壓信號1/1^和直 軸電壓信號17^，位置切換開關模塊25的輸出切換到位置傳感器模塊5的輸出位置信號θρ， 電流切換開關模塊26的輸出切換到經(jīng)相電流算法重構模塊23運算后輸出的直軸電流信號 id2和交軸電流信號iq2。
[0023] 當電流傳感器4正常工作而位置傳感器5發(fā)生故障時，采用基于無位置傳感器矢量 控制子模塊進行控制，電壓矢量切換模塊19的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號 和直軸電壓信號，位置切換開關模塊25的輸出切換到基于滑模觀測器的轉子位置 估算模塊24輸出的位置信號目6,電流切換開關模塊26的輸出切換到經(jīng)PARK變換模塊22運算 后輸出的直軸電流信號idi和交軸電流信號iql。
[0024] 當電流傳感器4與位置傳感器5都發(fā)生故障時，采用基于恒壓頻比V/F控制子模塊 進行控制，電壓矢量切換模塊19的輸出切換到交軸電壓開環(huán)給定模塊18輸出的電壓信號 >直軸電壓開環(huán)給定模塊20輸出的電壓信號>位置切換開關模塊25和電流切換開關 模塊26此時不輸出信號。
[0025] 最后，還需要注意的是，W上列舉的僅是本發(fā)明的一個具體實施例。顯然，本發(fā)明 不限于W上實施例，還可W有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容直 接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)，包括控制算法集成模塊（1)、容錯 控制模塊(2 )、逆變器模塊(3 )、電流傳感器模塊(4 )、位置傳感器模塊(5)和永磁同步電機 (6);其特征是:所述永磁同步電機(6)上設置位置傳感器模塊(5);所述控制算法集成模塊 (1)輸出6路PWM信號到逆變器模塊(3 )，所述逆變器模塊(3)輸出三相電流信號到永磁同步 電機(6)，同時將三相電流信號中的兩相電流信號輸出到電流傳感器模塊(4); 所述位置傳感器模塊(5)將位置信號θρ輸出到容錯控制模塊(2); 所述電流傳感器模塊(4)將電流信號ia和電流信號ib輸出到容錯控制模塊(2); 所述容錯控制模塊(2)將交直軸電流信號iq和id與位置信號輸出到控制算法集成模 塊(1); 所述控制算法集成模塊(1)將交直軸電壓信號uq和Ud輸出到容錯控制模塊(2)。2. 根據(jù)權利要求1所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)，其特征是： 所述控制算法集成模塊（1)包括第一減法器(7 )、第二減法器(9 )、第三減法器（15 )、第一 PI 調節(jié)器(8)、第二PI調節(jié)器（10)、開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊（11)、IPARK變換模塊（12)、空 間矢量調制模塊(13)和速度計算模塊(14); 所述第一減法器(7)接收給定速度信號coref和實際速度信號cor，經(jīng)運算輸出電信號到 第一 PI調節(jié)器(8); 第一 PI調節(jié)器(8)經(jīng)運算輸出給定交軸電流信號ζ到第二減法器(9); 所述第二減法器(9)接收給定交軸電流信號 < 和實際交軸電流信號i q，經(jīng)運算輸出電信 q. 號到第二pi調節(jié)器(10); 所述第三減法器(15)接收給定直軸電流信號ζ = 〇和實際直軸電流信號id，經(jīng)運算輸 出電信號到第二PI調節(jié)器(10); 所述第二PI調節(jié)器(10)經(jīng)運算分別輸出交軸電壓信號和直軸電壓信號到開環(huán)/ 閉環(huán)切換模塊(11); 所述開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊（11)經(jīng)運算分別輸出直軸電壓信號Ud和交軸電壓信 號Uq到IPARK變換模塊(12)和有/無電流傳感器模塊(16); 所述IPARK變換模塊（12)接收到直軸電壓信號Ud和交軸電壓信號Uq后經(jīng)運算分別輸出 電壓信號U。和電壓信號1?到空間矢量調制模塊(13); 所述空間矢量調制模塊(13)輸出6路PWM信號到逆變器模塊(3); 所述有/無電流傳感器模塊（16)接收到電流信號"、電流信號ib、直軸電壓信號Ud、交軸 電壓信號Uq和位置信號&后，經(jīng)運算分別將直軸電流信號iq和交軸電流信號id輸出到第二 減法器(9)和第三減法器(15); 所述有/無位置傳感器模塊（17)接收到位置信號0[)，經(jīng)運算分別輸出位置信號0到 e IPARK變換模塊(12 )、速度計算模塊(14)和有/無電流傳感器模塊(16); 速度計算模塊(14)輸出電機的實際速度信號COr到第一減法器(7)。3. 根據(jù)權利要求1所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)，其特征是： 所述的容錯控制模塊(2)包括有/無電流傳感器模塊(16)與有/無位置傳感器模塊(17); 所述的有/無電流傳感器模塊（16)包括CLARK變換模塊(21 )、PARK變換模塊(22 )、相電 流算法重構模塊(23)和和電流切換開關模塊(26); 所述CLARK變換模塊(21)接收到電流信號i a和電流信號i b，經(jīng)運算將電流信號i α和電流 信號ie輸出到PARK變換模塊(22); 所述PARK變換模塊(22)輸出直軸電流信號idjP交軸電流信號iql到電流切換開關模塊 (26); 所述的相電流算法重構模塊(23)接收到直軸電壓信號Ud、交軸電壓信號Uq和位置信息 ΘΡ后經(jīng)運算輸出直軸電流信號id2和交軸電流信號iq2到電流切換開關模塊(26); 電流切換開關模塊(26)經(jīng)運算輸出直軸電流信號id和交軸電流信號iq; 所述有/無位置傳感器模塊（17)包括基于滑模觀測器的轉子位置估算模塊(24)和位置 切換開關模塊(25); 所述基于滑模觀測器的轉子位置估算模塊(24)接收到電流信號"和電流信號ib，并將 位置信號Θ4俞出到位置切換開關模塊(25); 所述位置切換開關模塊(25)接收到位置信號Θ4ΡΘΡ，經(jīng)運算輸出位置信號4. 根據(jù)權利要求1所述的傳感器故障下車用永磁同步電機的容錯驅動系統(tǒng)，其特征是： 所述開環(huán)/閉環(huán)電壓矢量切換模塊（11)包括直軸電壓開環(huán)給定模塊(20)、交軸電壓開環(huán)給 定模塊(18)和電壓矢量切換模塊(19); 所述電壓矢量切換模塊（19)分別接收到交軸電壓開環(huán)給定模塊（18)輸出的電壓信號 >直軸電壓開環(huán)給定模塊(20)輸出的電壓信號、第二PI調節(jié)器(10)輸出的交軸電壓 與直軸電壓經(jīng)運算輸出交直軸電壓信號Uq與Ud到IPARK變換模塊（12)。5. -種傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)的控制方法，其特征是： 所述電壓矢量切換模塊（19)、位置切換開關模塊(25)、電流切換開關模塊(26)包括四 種工作狀態(tài)的切換。6. 根據(jù)權利要求5所述的傳感器故障下車用永磁同步電機容錯驅動系統(tǒng)的控制方法， 其特征是：當電流傳感器(4)與位置傳感器(5)都正常運作時，采用基于傳感器矢量控制子 模塊進行控制，電壓矢量切換模塊（19)的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號和 直軸電壓信號，位置切換開關模塊(25)的輸出切換到位置傳感器模塊(5)的輸出位置信 號ΘΡ，電流切換開關模塊(26)的輸出切換到經(jīng)PARK變換模塊(22)運算后輸出的直軸電流信 號idl和交軸電流信號iql; 當電流傳感器(4)發(fā)生故障而位置傳感器(5)正常運作時，采用基于相電流重構控制子 模塊進行控制，電壓矢量切換模塊（19)的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號?ζ和 直軸電壓信號，位置切換開關模塊(25)的輸出切換到位置傳感器模塊(5)的輸出位置信 號ΘΡ，電流切換開關模塊(26)的輸出切換到經(jīng)相電流算法重構模塊(23)運算后輸出的直軸 電流信號id2和交軸電流信號iq2 ; 當電流傳感器(4)正常工作而位置傳感器(5)發(fā)生故障時，采用基于無位置傳感器矢量 控制子模塊進行控制，電壓矢量切換模塊(19)的輸出切換到PI調節(jié)器輸出的交軸電壓信號 和直軸電壓信號位置切換開關模塊(25)的輸出切換到基于滑模觀測器的轉子位置 估算模塊（24)輸出的位置信號06，電流切換開關模塊（26)的輸出切換到經(jīng)PARK變換模塊 (22)運算后輸出的直軸電流信號idjP交軸電流信號iql; 當電流傳感器(4)與位置傳感器(5)都發(fā)生故障時，采用基于恒壓頻比V/F控制子模塊 進行控制，電壓矢量切換模塊(19)的輸出切換到交軸電壓開環(huán)給定模塊(18)輸出的電壓信 號C/g >直軸電壓開環(huán)給定模塊(20)輸出的電壓信號s位置切換開關模塊(25)和電流切 換開關模塊(26)此時不輸出信號。
【文檔編號】H02P21/16GK105871283SQ201610299408
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月8日
【發(fā)明人】吳波達, 魯文其, 紀科輝, 錢杰
【申請人】浙江理工大學