】
[0028]圖1為三相12/8極SRM基本繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為三相12/8極SRM裂相抽頭繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為SRM功率變換器一相不對稱半橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4(a)為三相12/8極SRM故障容錯(cuò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4(b)為三相12/8極SRM故障容錯(cuò)拓?fù)涔β首儞Q器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4(c)為三相12/8極SRM故障容錯(cuò)拓?fù)涞墓收先蒎e(cuò)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5為三相12/8極SRM發(fā)生開路故障時(shí)的故障診斷流程圖。
[0035]圖6(a)?⑷分別為SRM發(fā)生開路故障時(shí)容錯(cuò)運(yùn)行的四種工作模式示意圖。
[0036]圖7為三相12/8極SRM發(fā)生短路故障時(shí)的故障診斷流程圖。
[0037]圖8(a)?(C)分別為SRM發(fā)生開路故障時(shí)容錯(cuò)運(yùn)行的三種工作模式示意圖。
[0038]圖9(a)為三相12/8極SRM導(dǎo)通序列示意圖。
[0039]圖9 (b)為SRM電壓PffM控制的原理示意圖。
[0040]圖9 (C)為SRM電流斬波控制的原理示意圖。
[0041]圖10(a)為SRM在正常狀態(tài)及故障狀態(tài)時(shí)相電流和相電感的波形示意圖。
[0042]圖10(b)為SRM在容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)不同導(dǎo)通角下相電流和相電感的波形示意圖。
[0043]圖11為SRM的繞組中傳統(tǒng)的電流傳感器放置策略示意圖。
[0044]圖12(a)為SRM繞組中單電流傳感器的放置策略示意圖。
[0045]圖12(b)為SRM正常運(yùn)行時(shí)繞組中電流傳感器的電流輸出示意圖。
[0046]圖12(c)為SRM故障容錯(cuò)運(yùn)行時(shí)繞組中電流傳感器的電流輸出示意圖。
[0047]圖13(a)為SRM繞組中雙電流傳感器的放置策略示意圖。
[0048]圖13(b)為電流傳感器在本發(fā)明故障容錯(cuò)拓?fù)渲械姆胖檬疽鈭D。
[0049]圖14為三相12/8極SRM在極端故障情況下的容錯(cuò)運(yùn)行示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】，以三相12/8極SRM為例對本發(fā)明的技術(shù)方案及其相關(guān)工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0051]本發(fā)明基于裂相抽頭的開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)，包括開關(guān)磁阻電機(jī)、功率變換器、轉(zhuǎn)速檢測裝置、電流傳感器、控制器以及故障容錯(cuò)拓?fù)?；其?
[0052]如圖1所示，開關(guān)磁阻電機(jī)每相定子繞組都有四個(gè)繞組組成；其中，A相繞組匕由繞組Lal、La2、La3與L a4構(gòu)成，B相繞組L bEi3繞組L bl、Lb2、1^3與L 構(gòu)成，C相繞組L。由繞組Lcl、Le2、LeALrf構(gòu)成。
[0053]如圖2所示，開關(guān)磁阻電機(jī)每相定子繞組均被分成兩部分；其中，A相繞組La分成Lal2和L a34兩部分，L al2由繞組L al與L a2構(gòu)成，L a34由繞組L “與L a4構(gòu)成，B相繞組L b分成L bl2和Lb34兩部分，L bl2由繞組L bl與L b2構(gòu)成，L b34由繞組L ^與L b4構(gòu)成，C相繞組L。分成L。12和1^34兩部分，L。12由繞組LL。2構(gòu)成，L。34由繞組L。3與L。4構(gòu)成。
[0054]如圖3所示，功率變換器中的不對稱半橋均可以被分成左右兩部分，兩部分都包括相同的開關(guān)管，二極管和繞組。
[0055]圖4(a)為三相12/8極SRM故障容錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，由圖4 (b) SRM主拓?fù)浜蛨D4(c)故障容錯(cuò)模塊組成，圖4(b)所示的SRM主拓?fù)浒鶄€(gè)二極管0。?05、六個(gè)開關(guān)管S。?S5和一直流母線電容；其中，直流母線電容的一端與開關(guān)管S。的一端、開關(guān)管S2的一端、開關(guān)管S4的一端、二極管D i的陰極、二極管D 3的陰極和二極管D 5的陰極共連并連接外部直流電壓源的正極，開關(guān)管S。的另一端與定子繞組L 3的一端和二極管D。的陰極相連，開關(guān)管S2的另一端與定子繞組L ,的一端和二極管D 2的陰極相連，開關(guān)管S 4的另一端與定子繞組L。的一端和二極管D 4的陰極相連，定子繞組L a的另一端與二極管D 4勺陽極和開關(guān)管S1的一端相連，定子繞組L b的另一端與二極管D 3的陽極和開關(guān)管S 3的一端相連，定子繞組L。的另一端與二極管D 5的陽極和開關(guān)管S 5的一端相連，直流母線電容的另一端、開關(guān)管S i的另一端、開關(guān)管&的另一端、開關(guān)管S5的另一端、二極管D。的陽極、二極管02的陽極和二極管D4的陽極共連并連接外部直流電壓源的負(fù)極，六個(gè)開關(guān)管S。?S 5的控制極接收控制器提供的信號。
[0056]圖4 (C)所示的故障容錯(cuò)模塊包括六個(gè)開關(guān)管SA1、SA2, SB1、SB2, Sci, Sc2和一直流母線電容；其中，直流母線電容的一端與開關(guān)管Sai的一端、開關(guān)管Sbi的一端、開關(guān)管Sei的一端共連并連接外部直流電壓源的正極，開關(guān)管Sai的另一端與定子繞組裂相抽頭A和開關(guān)管Sa2的一端相連，開關(guān)管S [^的另一端與定子繞組裂相抽頭B和開關(guān)管S B2的一端相連，開關(guān)管^的另一端與定子繞組裂相抽頭C和開關(guān)管Se2的一端相連，直流母線電容的另一端、開關(guān)管Sa2的另一端、開關(guān)管Sb2的另一端、開關(guān)管Se2的另一端、二極管D。的陽極、二極管02的陽極和二極管D4的陽極共連并連接外部直流電壓源的負(fù)極，六個(gè)開關(guān)管S。?S 5的控制極接收控制器提供的信號。
[0057]本實(shí)施方式米用的三相SRM的不對稱半橋型功率變換器結(jié)構(gòu)，各相橋臂共使用兩個(gè)功率開關(guān)管，各相之間相互獨(dú)立，容錯(cuò)性能好，穩(wěn)定性強(qiáng)?？紤]到減小轉(zhuǎn)矩脈動，降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率，實(shí)際應(yīng)用中常采用單管斬波的方式，A相導(dǎo)通階段，上管S。保持開通，下管S1實(shí)行斬波控制，電源向繞組供電，當(dāng)下管開通時(shí)，繞組兩端承受正電壓Uin;當(dāng)下管關(guān)斷時(shí)，繞組兩端電壓為零；續(xù)流階段S。、關(guān)斷，電流通過續(xù)流二極管D。和D i進(jìn)行續(xù)流，繞組兩端承受負(fù)電壓-υιη。
[0058]圖5為三相12/8極SRM發(fā)生開路故障時(shí)故障診斷流程圖，當(dāng)某相繞組在開通區(qū)間內(nèi)電流為零時(shí)說明該相繞組或者相應(yīng)開關(guān)管出現(xiàn)開路故障，例如當(dāng)A相繞組在開通區(qū)間內(nèi)電流為零時(shí)，說明A相繞組或者相應(yīng)的開關(guān)管出現(xiàn)開路故障，此時(shí)將開關(guān)管Sai取代開關(guān)管S。，則開關(guān)管SA1、SA2、S1、二極管D1和繞組La34組成一組新的不對稱半橋，在相同的控制信號下，如果該相重新出現(xiàn)電流，說明故障位于由開關(guān)管S。和繞組Lal2組成部分；否則，說明故障位于由開關(guān)管S1和繞組L a34組成部分，此時(shí)可將開關(guān)管S A2取代開關(guān)管S i，使A相在由開關(guān)管SA1、SA2、S。、二極管D。和繞組Lal2組成的新不對稱半橋拓?fù)湎鹿收先蒎e(cuò)運(yùn)行。圖6(a)?(d)對應(yīng)所示了 SRM發(fā)生開路故障時(shí)容錯(cuò)運(yùn)行的四種工作模式。
[0059]圖7為三相12/8極SRM發(fā)生短路故障時(shí)故障診斷流程圖，當(dāng)某相繞組在續(xù)流狀態(tài)運(yùn)行過程中的電流始終大于零時(shí)說明該相繞組或者相應(yīng)開關(guān)管出現(xiàn)短路故障，例如當(dāng)A相繞組電流始終大于零時(shí)，說明A相繞組或者相應(yīng)的開關(guān)管出現(xiàn)短路故障，此時(shí)將開關(guān)管Sai取代開關(guān)管S。，則開關(guān)管SA1、SA2、S1、二極管D1和繞組La34組成一組新的不對稱半橋，在相同的控制信號下，如果該相電流在電機(jī)運(yùn)行中可以減到零，說明故障位于由開關(guān)管S。和繞組Lal2組成部分；否則，說明故障位于由開關(guān)管S i和繞組L a34組成部分，此時(shí)可將開關(guān)管S A2取代開關(guān)管S1，使A相在由開關(guān)管SA1、SA2、S。