一种电动汽车驱动系统单相绕组断路容错控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车驱动系统单相绕组断路容错控制系统及方法，系统包括PWM产生模块、逆变器、三相永磁轮毂电机、开关模块、切换控制模块、电流采样模块和旋转编码器，正常运行时电机的三相绕组采用星型连接方式，逆变器侧三相电流为三相对称电流，当检测到单相绕组开路故障后，三相绕组连接方式通过开关模块转变为三角形连接，通过调整逆变器侧三相电流的参考值来改变控制方法，转矩输出值的大小为正常运行时转矩值，从而实现三相永磁轮毂电机单相绕组断路下容错运行。本发明的容错控制系统及方法不需要额外的开关管以及中点电压，减小设备的投资，容错后的逆变器侧三相电流仍为对称正弦电流，幅值上升为正常运行时电流的倍，转矩输出稳定。

主权项

一种电动汽车驱动系统单相绕组断路容错控制系统，其特征在于，包括：PWM产生模块(1)、逆变器(2)、三相永磁轮毂电机(3)、开关模块(4)、切换控制模块(5)、电流采样模块(6)和旋转编码器(7)；所述旋转编码器(7)与所述电机(3)连接，用于测量电机(3)的实际转速，并输出转速信号至所述PWM产生模块(1)；所述电流采样模块(6)与所述电机(3)连接，用于测量电机(3)的三相电流，并输出电流信号至所述PWM产生模块(1)和切换控制模块(5)；所述开关模块(4)，与所述电机(3)的三相绕组连接，至少包括两组开关，第一组开关使三相绕组成星型连接方式，第二组开关使三相绕组成三角形连接方式；所述PWM产生模块(1)，包括：转速PI调节器，用于根据参考转速和实际转速的差值得到参考电流幅值；电流计算模块，用于根据参考电流幅值通过与星型连接方式对应的第一电流形状函数或与三角形连接方式对应的第二电流形状函数计算得到逆变器(2)输出三相电流的参考值；以及，滞环比较器，用于结合三相电流的参考值和实际值，输出用于控制逆变器(2)的开关的PWM序列；所述切换控制模块(5)，用于根据所述电流采样模块(6)输出的电流信号判断是否出现单相绕组断路，若出现断路则输出切换信号至所述开关模块(4)和所述PWM产生模块(1)；正常运行时，所述第一组开关常开，所述第二组开关常闭，三相绕组的连接方式为星型连接，所述开关模块(4)接收到切换信号后，所述第二组开关常开，所述第一组开关常闭，三相绕组的连接方式为三角形连接；所述第一电流形状函数为：其中，i_mh为正常运行时的参考电流幅值，为逆变器输出三相电流的参考值，ω_e为电角速度，为实际转速ω₀的p倍，p为电机的极对数；所述第二电流形状函数为：其中，i_mf为容错运行时的参考电流幅值。