五相永磁同步电机开路故障诊断
2021-04-12李添幸马瑞卿赵犇杨伟舟彭家勇
西安交通大学学报 2021年4期
李添幸,马瑞卿,赵犇,杨伟舟,彭家勇
(西北工业大学自动化学院,710129,西安)
从全电飞机(或多电飞机)的概念被提出,到目前已经融入到飞机设计的核心理念中,以电机和驱动控制器为核心的电驱动系统在飞机上得到了广泛的应用,比如电刹车、扰流板以及以燃油泵为代表的各类泵负载。大型飞机电驱动系统功率等级需求的增加,以及机载设备功率等级的大幅度提升,对机载电机提出了高功率密度、高可靠性、高安全性等要求[1-5]。多相电机由多相绕组构成,具有可靠性高、功率密度高、容错能力强等优点[6-8],正好迎合这一发展的需求。
目前,针对多相永磁同步电机驱动及控制技术的研究,基本上都是基于三相电机的控制策略,并结合多相电机特点展开的[9]。还有一些学者针对不同故障模型,提出了相应的容错控制策略,以提高电机在故障状态下的性能[10-14]。根据对电驱动系统故障树的分析可知,最严重的故障为电机定子绕组匝间短路故障和开路故障。开路故障通常有定子绕组开路故障、逆变器任何一相2个功率器件的开路故障以及电机连接器的机械故障引起的开路故障[15]。开路故障会导致各相电流不平衡,产生较大的转矩脉动,增大电磁干扰,长期工作可能还会带来其他隐患,并有可能使故障扩大化。因此,当发生开路故障时,为了保证所有机载设备的安全性,以及电驱动系统的输出特性满足机载系统的控制需求,电驱动系统需要快速和准确地进行开路故障判断与定位,为容错控制提供相应的执行依据。……
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