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H桥驱动下的单绕组无轴承薄片电机功率系统故障分析及容错控制
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:0
  • 页码:74-83+12
  • 分类:TM301[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学自动化学院,江苏省南京市210016
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50977043).
  • 相关项目:高可靠、强容错的无轴承永磁容错电机的关键技术研究
中文摘要:

针对由H桥驱动的单绕组无轴承薄片电机因功率系统开关管发生故障导致电机无法正常运行的问题,以六相单绕组无轴承薄片电机为例,分析了开关管发生开路和短路故障时H桥的工作模态以及故障对系统造成的影响。在故障分析的基础上,对电机短路电流数学模型进行了推导,提出统一的故障容错控制方法。该方法通过非故障相电流重构,补偿功率模块故障对系统造成的影响,提供电机稳定运行所需悬浮力与转矩。通过有限元分析,验证了短路电流模型的正确性及故障容错方法的有效性。以1相和2相绕组功率开关管发生开路或短路故障为例,在一台原理样机上实验验证了理论分析与仿真结论。

英文摘要:

Aiming at the problem that single winding bearingless slice motor driven by H-bridge cannot run normally due to fault of power switches in power inverter system. Taking a six-phase single winding slice motor for example, this paper analyses H-bridge work mode and the influence caused by fault of the power inverter when the switch tube is at open-circuit and short-circuit state. Based on the analysis, a mathematical model of short-circuit current was derived and a general fault-tolerant control strategy has been proposed. The method, using the reconstruction of healthy phases, compensates the impact to the system caused by the fault power module, and meets the stable operation of motor required levitation force and torque. The fault-tolerant control strategy was verified by finite element simulation. Finally, taking the experiments of the first and second phases' power switches working at open-circuit and short-circuit fault state for example, the validity of the theoretical analysis and simulation conclusions referred in the paper are fully proved.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970