多相永磁同步电机推进系统容错控制策略

"永磁同步电机推进系统容错控制方法" 永磁同步电机推进系统在现代船舶和舰船工程中扮演着重要角色，其安全性和可靠性直接影响到作战舰艇的战斗力。当电机出现故障，如逆变器功率开关元件的短路或断路，会导致电机绕组开路，进而引发转矩波动、机械噪声增大，严重影响系统性能。针对这一问题，文中提出了一种基于容错控制的方法。 容错控制是一种在系统部件出现故障时，确保系统仍能维持正常运行的技术。对于多相永磁同步电机，作者们基于综合矢量方法设计了一种有效的容错策略。综合矢量考虑了电机各相轴线的实际空间位置和电流瞬时值，能够更精确地分析和控制电机在故障状态下的行为。 在故障状态下，电机绕组的非对称分布导致磁场形态改变。论文中提出了在故障条件下形成圆形磁场的各相定子电流的幅值和相位条件，以减小转矩波动并保持系统的稳定运行。以12相永磁同步电动机为例，进行了单相和双相绕组开路故障的容错控制仿真。仿真结果显示，容错控制后，转矩波动显著减少，交、直轴电流和转矩的过渡过程平稳，过渡时间短，证明了该方法的有效性。 此外，根据仿真结果，论文还给出了为了保持原有转矩输出，容错后各相电流所需增加的补偿量，这对于实际应用中的故障恢复至关重要。当前，推进系统的容错控制主要依赖硬件冗余，但这种方法成本高且体积大。解析冗余法则通过优化控制系统实现冗余，无需额外硬件，具有成本效益和体积优势，对于提升舰艇的可靠性具有重大价值。 总结来说，这篇论文探讨了多相永磁同步电机推进系统的容错控制技术，提出了新的控制策略，以应对逆变器故障导致的电机性能下降问题。通过综合矢量分析和仿真验证，该方法能够有效地维持电机性能，对于提高舰船推进系统的可靠性和战场生存能力具有重要理论与实践意义。