單相開路故障下五相直流無刷電機無位置傳感器控制

田 兵，安群濤，段建東，孫 力，趙 克

（哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

五相永磁同步電機的突出優點之一是容錯運行，開路故障下，其可維持剩余相的相電流形成圓形磁勢旋轉即可保證五相電機無擾運行。通常當三相交流電機發生開路故障時，需構造三相四開關容錯拓撲；而五相電機由于有較多的相自由度，實現容錯控制非常方便，控制剩余相的相電流即可實現無擾運行［1-3］。

對于五相電機容錯控制策略，大多數文獻研究如何重構剩余相的相電流，以達到電磁轉矩平穩輸出的目的。如通過附加約束條件最小銅損損耗控制、相電流等幅值控制、轉矩紋波最小控制等，可計算出上述代價函數下的最優相電流解［4-6］。大多數文獻在計算開路故障下的相電流配置時需依賴電機模型參數，因此常采用離線計算方法重構相電流，同時采用電流滯環控制策略驅動故障電機［5-8］。但也有采用在旋轉坐標系下重構電流的方法，如文獻［9］提出了一種降階Clarke和Park變換矩陣，實現了電流在同步旋轉坐標系下的重新配置。這種方法可以實現故障電流的在線分配，然而由于所提出的Clarke和Park變換矩陣并未實現故障電機模型解耦，因此不宜采用旋轉PI電流調節器控制故障電機。為此，文獻［10］提出一種Clarke和Park變換矩陣，該變換矩陣不僅實現了dq坐標系下的故障電流重構，而且實現了故障電機在旋轉坐標系下的解耦控制。

無位置傳感器技術在三相交流電機中獲得了廣泛的應用，在中高速場合常采用基于基頻模型的方法觀測反電動勢或磁鏈［11-13］；……