電動汽車用定子永磁型軸向磁場容錯電機故障容錯技術(shù)研究.pdf

1、進入21世紀以來，全球性的能源危機以及環(huán)境污染等問題日益嚴重，這促使了工業(yè)領(lǐng)域眾多產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，電動汽車開始備受重視。電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的重要組成部分，在全車控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。相較于其他種類電機，永磁同步電機的運行效率更高，轉(zhuǎn)矩密度更大，非常適合用于電動汽車驅(qū)動。作為永磁同步電機的一種特殊結(jié)構(gòu)，定子永磁型軸向磁場容錯(Axial Field Flux-Switching Fault-Tolerant,AFFSFT)電機不但

2、繼承了傳統(tǒng)永磁同步電機的優(yōu)點，還擁有軸向磁場磁通切換電機軸向尺寸短、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單的特點，能夠使用正弦波控制，并且容錯能力更強，這使得AFFSFT電機在電動汽車領(lǐng)域擁有很好的應用前景。本文以研究小組設計的一臺樣機，電動汽車用6/14極AFFSFT電機為控制對象，基于電機的兩種單相故障類型，研究、設計容錯控制方法。
　　首先，介紹AFFSFT電機的結(jié)構(gòu)，闡明磁通切換原理，分析電機的靜態(tài)特性。以此為基礎(chǔ)，在定子三相ABC坐標系和轉(zhuǎn)子dq

3、0坐標系下建立電機的數(shù)學模型，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
　　其次，列舉四種矢量控制中常用的電流分配算法，選定AFFSFT電機容錯控制系統(tǒng)采用id=0的電流控制方法。針對AFFSFT電機的單相故障，配合三相四橋臂逆變器拓撲，提出基于銅耗最小的SVPWM容錯控制算法。
　　第三，基于MATLAB/Simulink建立AFFSFT電機容錯控制系統(tǒng)仿真模型。對電機發(fā)生單相斷路故障、單相對中性點短路故障進行仿真，分析電機容錯運行時，采用S