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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明公开了一种无轴承开关磁阻电机绕组开路故障补偿控制方法。所述补偿控制方法为无轴承开关磁阻电机某齿极绕组发生开路故障时，对悬浮力进行补偿，断开与故障齿极绕组相对位置的齿极绕组，形成开路对称；在相邻两相中选定补偿相，所述补偿相具有更大的电感值；由补偿相通过悬浮力计算得到绕组开路故障补偿后的实际悬浮力，进而实现电机稳定悬浮。采用本发明提供的绕组开路补偿控制方法，简单、高效地解决了单齿极绕组开路故障。

主权项：1.一种无轴承开关磁阻电机绕组开路故障补偿控制方法，所述电机包括定子、绕组、转子；所述定子齿数为12，为凸极结构，定子极弧机械角度为15°；所述转子齿数为8，为凸极结构，转子极弧机械角度为30°，转子仅由硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体；所述绕组共有12个，每个绕组缠绕在定子齿上，构成齿极绕组，且各个绕组相互断开，独立控制；所述电机为三相制电机，A相绕组由空间上相隔90°的齿极绕组A1、齿极绕组A2、齿极绕组A3、齿极绕组A4四个齿极绕组构成，B相绕组由空间上相隔90°的齿极绕组B1、齿极绕组B2、齿极绕组B3、齿极绕组B4四个齿极绕组构成，C相绕组由空间上相隔90°的齿极绕组C1、齿极绕组C2、齿极绕组C3、齿极绕组C4组成四个绕组构成，12个绕组最终形成空间上相差30°的三相绕组A、B、C；所述绕组开路故障补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集电机的转子位置角θ，判断电机的工作区间，设定电机定、转子齿极中心线对齐位置为0°角，进而得到电机实际转速n；步骤2：在所述电机的径向平面xy上，分别获取x方向的实时位移sx，y方向的实时位移sy；与给定位移sx*和sy*做差，分别得到电机在x方向上给定悬浮力Fx*，y方向上给定值悬浮力Fy*；其中，x轴与水平方向重合，y轴与竖直方向重合，x轴与y轴在空间上相差90°；步骤3：假定测得齿极绕组A1的电流为零，确定齿极绕组A1发生开路故障，则断开齿极绕组A1相对位置的齿极绕组A3；根据测得的转子位置角θ，当θ位于[-7.5°，0°]时，B相电感值更大，选择B相作为补偿相，其中齿极绕组B1和齿极绕组B3为补偿绕组；当θ位于[0°，7.5°]时，C相电感值更大，选择C相作为补偿相，其中齿极绕组C1和齿极绕组C3为补偿绕组；步骤4：获取x方向实际悬浮力FxA，当转子位置角θ位于[-7.5°，0°]时，x方向的实际悬浮力由B相的齿极绕组B1和齿极绕组B3提供，其表达式如下：FxA＝20DisBΔisBcos30°其中，D为电机的悬浮力系数，与电机的参数有关； isB1为齿极绕组B1中的电流，isB3为齿极绕组B3中的电流，isB为isB1和isB3的平均电流，ΔisB为isB1和isB3的差分电流；当转子位置角θ位于[0°，7.5°]时，x方向的实际悬浮力由C相的齿极绕组C1和齿极绕组C3提供，其表达式如下：FxA＝20DisCΔisCcos30°其中： isC1为齿极绕组C1中的电流，isC3为齿极绕组C3中的电流，isC为isC1和isC3的平均电流，ΔisC为isC1和isC3的差分电流；获取y方向实际悬浮力FyA，y方向的实际悬浮力由A相的齿极绕组A2和齿极绕组A4提供，其表达式如下：FyA＝20DisAΔisA 其中，isA2为齿极绕组A2中的电流，isA4为齿极绕组A4中的电流，isA为isA2和isA4的平均电流，ΔisA为isA2和isA4的差分电流；步骤5：将步骤1中的电机实际转速n与给定转速n*做差，计算得到电机的转矩给定值T*；步骤6：获取瞬时转矩值T，当转子位置角θ位于[-7.5°，0°]时，瞬时转矩由B、C两相同时提供为：T＝-2μ0hrN2JnθiT2+2μ0hrN2JpθiT2当转子位置角θ位于[0°，7.5°]时，瞬时转矩由C相提供为：T＝2μ0hrN2JpθiT2其中，μ0为真空磁导率；h为电机的轴向长度；r为转子半径；N为绕组匝数；Jpθ为正转矩系数只与电机的规格和转子位置有关，Jnθ为负转矩系数只与电机的规格和转子位置有关；iT为齿极绕组B1、齿极绕组B3、齿极绕组C1、齿极绕组C2、齿极绕组C3、齿极绕组C4中流入的相同的转矩电流。

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