五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略

1.本发明涉及一种多相永磁同步电机绕组故障容错控制技术，属于电机领域。


背景技术：

2.与三相永磁同步电机系统相比，五相永磁同步电机系统由于相数增多，其故障容错能力和控制灵活度提升，因此，五相永磁同步电机系统在国防、交通等对设备可靠性、稳定性要求较高的领域具有广阔的应用前景。五相永磁同步电机绕组开路故障可能由振动、过载、腐蚀或逆变器igbt开路等因素造成，在五相电机发生开路故障后，由于缺相造成的不平衡状态，电机剩余相电流无法合成圆形旋转磁动势，造成电机在运行过程中转矩波动显著上升，转矩输出品质下降，而传统容错策略由于仅能抑制基波反电势与基波电流相互作用产生的转矩波动，对于部分反电势谐波含量较高的五相电机不能达到理想的容错效果。


技术实现要素：

3.针对五相永磁同步电机在绕组开路故障下转矩波动上升的问题，本发明提供一种五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略。
4.本发明所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意一相、任意两相或任意三相绕组开路故障的容错控制策略：
5.调整剩余正常相绕组电流以抑制绕组开路故障造成的转矩波动上升，所述剩余正常相绕组电流根据容错控制电流来确定；
6.所述剩余相绕组容错控制电流的获取过程为：
7.根据空载反电势建立电机在绕组开路故障容错状态下的输出转矩与剩余相绕组容错控制电流的关系式，进而建立输出转矩的恒定转矩分量、二次转矩波动幅值及四次转矩波动幅值与剩余相绕组容错控制电流的关系式；
8.用多目标粒子群算法求解以获取最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和条件下的容错控制电流。
9.本发明的有益效果：本发明公开基于多目标粒子群算法的五相永磁同步电机开路故障谐波电流注入容错控制策略，本策略不仅考虑了空载反电势基波对容错控制的影响，还能够抑制空载反电势三、五次谐波在容错控制过程中带来的附加转矩波动，对于部分空载反电势谐波含量较高的五相永磁同步电机，能够实现良好的容错控制效果，降低电机容错运行时的转矩波动。本策略给出的剩余正常相容错控制电流有效值与正常运行情况下电机相电流的有效值相同，当电机应用本策略进行容错运行时，剩余正常相绕组铜损与正常运行时相同，因此电机在容错运行时剩余正常相绕组的铜损不会增加。此外，该策略利用多目标粒子群算法辅助求解容错控制电流相角和谐波电流注入率，避免了转矩波动为零或磁动势波动分量为零方程难以求解带来的局限，能够缩短求解容错控制电流相角和谐波电流注入率所需的时间。
附图说明
10.图1是施加所提出的容错控制策略进行电机一相绕组开路故障容错控制前后的转矩波形对比图；
11.图2是施加所提出的容错控制策略进行电机相邻两相绕组开路故障容错控制前后的转矩波形对比图；
12.图3是施加所提出的容错控制策略进行电机相隔两相绕组开路故障容错控制前后的转矩波形对比图；
13.图4是施加所提出的容错控制策略进行电机相邻三相绕组开路故障容错控制前后的转矩波形对比图；
14.图5是施加所提出的容错控制策略进行电机相隔三相绕组开路故障容错控制前后的转矩波形对比图；
15.图6是求解所提出的一相绕组开路故障容错策略时多目标粒子群算法运行后获得的pareto前沿解；
16.图7是实施方式二中容错控制电流的求解过程流程图；
17.图8是实施方式三至六中容错控制电流的求解过程流程图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
21.具体实施方式一：本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意一相、任意两相或任意三相绕组开路故障的容错控制策略：
22.调整剩余正常相绕组电流以抑制绕组开路故障造成的转矩波动上升，所述剩余正常相绕组电流根据容错控制电流来确定；
23.所述剩余相绕组容错控制电流的获取过程为：
24.根据空载反电势建立电机在绕组开路故障容错状态下的输出转矩与剩余相绕组容错控制电流的关系式，进而建立输出转矩的恒定转矩分量、二次转矩波动幅值及四次转矩波动幅值与剩余相绕组容错控制电流的关系式；
25.用多目标粒子群算法求解以获取最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和条件下的容错控制电流。
26.本实施方式所述的开路故障包括任意一相、任意两相或任意三相绕组开路，其中任意一相以a相开路故障为例进行说明，其它相开路与其处理方式相同。其中任意两相开路包括相邻两相开路故障和相隔两相开路故障，相邻两相开路故障以a、b相开路故障为例进行说明，相隔两相开路故障以a、c相开路故障为例进行说明。任意三相绕组开路包括相邻三相开路故障和相隔三相开路故障，相邻三相开路故障以a、b、c相开路故障为例进行说明，相
隔三相开路故障以a、b、d相开路故障为例进行说明。
27.本实施方式电机采用五相全桥逆变器或五相六桥臂逆变器驱动，为每相绕组独立供电。当发生开路故障时，调整剩余正常相绕组电流以抑制绕组开路故障造成的转矩波动上升，而调整剩余正常相绕组电流时涉及到剩余正常相绕组电流根据容错控制电流进行修改，那么本实施方法的重点在于求解容错控制电流。
28.所述容错控制电流主要包括幅值和相位角两部分，即基波和三次谐波容错控制电流的相角、基波和三次谐波容错控制电流的幅值i1、i3，在发生开路故障的相不同时，剩余相的相角会有所不同，比如a相开路时，剩余相为b相，c相，d相，e相，则剩余相容错控制电流的相角包括b相，c相，d相，e相四相的信息，b相基波、三次谐波容错控制电流的相角为θ
b1
和θ
b3
，以此类推，c相，d相，e相的基波、三次谐波容错控制电流的相角分别为θ
c1
和θ
c3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
，本实施方式的容错控制电流基波、三次谐波幅值、相角的求解采用多目标粒子群算法，需要构建如下各类关系式：
29.根据剩余相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
30.构建所述输出转矩的恒定转矩分量tc的关系式，该关系式与基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和三次谐波容错控制电流有关的关系式；
31.构建二次转矩波动幅值关系式，该关系式是与基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势e5和三次谐波容错控制电流有关的关系式；
32.构建四次转矩波动幅值关系式，该关系式是与三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、五次谐波反电势e5和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流有关的关系式；
33.可见上述关系式中均为与容错控制电流相关的关系式，以a相开路故障为例，容错控制电流中待求解变量包含：θ
b1
、θ
b3
、θ
c1
、θ
c3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；本实施方式采用多目标粒子群算法求解以获取最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和条件下的容错控制电流。在求解出容错控制电流各变量后，即可获取剩余相应调整值，以使剩余正常相绕组容错控制电流可以由控制器进行独立控制，不受中性点电流为零的约束。
34.具体实施方式二：下面结合图1、图6和图7说明本实施方式，本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意一相绕组开路的容错控制策略：
35.电机在正常运行状态下，即未发生绕组开路故障时的各相电流为：
36.ia＝15cos(ωet)
[0037][0038][0039]
[0040][0041]
其中，ia，ib，ic，id，ie分别为正常运行状态下a，b，c，d，e相绕组电流，ωe为电机的电角速度。
[0042]
以开路故障发生在a相为例，且结合具体实例45槽12极五相永磁同步电机采用开绕组形式，正常运行状态下电机相电流的幅值i＝15a。当五相永磁同步电机发生a相绕组开路故障后，调整剩余正常相，即b，c，d，e相绕组电流按：
[0043][0044]
进行工作，以抑制一相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ωe为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
b1
和θ
b3
，θ
c1
和θ
c3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为b相，c相，d相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
[0045][0046]
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值，i＝15a；
[0047]
给出b，c，d，e相绕组空载反电势为：
[0048][0049]
其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；
[0050]
根据b，c，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在一相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
[0051]
所述输出转矩的恒定转矩分量tc由基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
[0052][0053]
ωm为电机的机械角速度；
[0054]
二次转矩波动由基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势e5和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：
[0055][0056]
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
[0057][0058]
四次转矩波动由三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、五次谐波反电势e5和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流相互作用产生，由于七次谐波反电势幅值较低，因此忽略由七次谐波反电势和三次谐波容错控制电流产生的四次转矩波动，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
[0059][0060]
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
[0061][0062]
容错控制电流中待求解变量包含：θ
b1
、θ
b3
、θ
c1
、θ
c3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；参见图7，其求解过程为：
[0063]
首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量tc、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：
[0064][0065]
多目标粒子群算法运行后获得的pareto前沿解如图6所示，多目标粒子群算法求解的具体步骤包括：1)确定待求解变量的取值范围，并将待求解变量等效为具有速度和位置属性的可移动粒子，粒子的位置代表待求解变量的取值，根据待求解变量的取值范围确定粒子的最大移动速度；2)采用拉丁超立方采样对粒子进行位置初始化；3)利用粒子的位置结合tc、t
2f
和t
4f
表达式，计算粒子对应的恒定转矩分量的取值、二次和四次转矩波动幅值之和的取值，确定粒子在进化过程中的个体最优解，进一步计算粒子群的支配度和拥挤度，获得pareto前沿解和全局最优解；4)令粒子能够按多目标粒子群算法的进化公式进行位置和速度的迭代；5)重复迭代过程直至达到上限；6)获得完成全部迭代后的pareto前沿解；7)在pareto前沿解中选取一组解作为最终容错控制电流的相角和幅值。该解能够使二、四次转矩波动同时取得较低值，从而降低电机整体的转矩波动，根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流，如下式所示：
[0066]
ib′
＝14.73cos(ωet-1.24)+2.86cos(3ωet-1.32)
[0067]
ic′
＝14.73cos(ωet-2.72)+2.86cos(3ωet-4.55)
[0068]
id′
＝14.73cos(ωet+2.72)+2.86cos(3ωet+4.55)
[0069]
ie′
＝14.73cos(ωet+1.24)+2.86cos(3ωet+1.32)
[0070]
图1为电机在正常运行时、一相绕组开路故障不控时和施加所提出的容错控制策略时的转矩波形对比图，从图中可以看出在施加所提出的容错控制策略后，电机的转矩波动相比故障不控时有所下降，证明所提出的容错控制策略能够有效抑制故障造成的电机转矩波动上升，提升电机在容错运行时的转矩输出品质。
[0071]
具体实施方式三：下面结合图2和图8说明本实施方式，本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意相邻两相绕组开路的容错控制策略：
[0072]
电机在正常运行状态下，即未发生绕组开路故障时的各相电流为：
[0073]
ia＝15cos(ωet)
[0074][0075][0076][0077][0078]
其中，ia，ib，ic，id，ie分别为正常运行状态下a，b，c，d，e相绕组电流，ωe为电机的电角速度。
[0079]
开路故障发生在a、b相为例，且结合具体实例45槽12极五相永磁同步电机采用开绕组形式，正常运行状态下电机相电流的幅值i＝15a。当五相永磁同步电机发生a、b相邻两相绕组开路故障后，依据容错控制电流调整剩余正常相，即c，d，e相绕组电流按：
[0080][0081]
进行工作，以抑制相邻两相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ωe为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
c1
和θ
c3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为c相，d相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
[0082][0083]
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值，i＝15a；
[0084]
给出c，d，e相绕组空载反电势为：
[0085][0086]
其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；
[0087]
根据c，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相邻两相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
[0088]
所述输出转矩的恒定转矩分量tc由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
[0089][0090]
ωm为电机的机械角速度；
[0091]
二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：
[0092][0093]
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
[0094][0095]
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，由于七次谐波反电势幅值较低，因此忽略由七次谐波反电势和三次谐波容错控制电流产生的四次转矩波动，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
[0096][0097]
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
[0098][0099]
容错控制电流中待求解变量包含：θ
c1
、θ
c3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；参见图8，其求解过程为：
[0100]
首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相
容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量tc、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：
[0101]
[max(tc)；min(t
2f
+t
4f
)]
[0102]
多目标粒子群算法求解的具体步骤包括：1)确定待求解变量的取值范围，并将待求解变量等效为具有速度和位置属性的可移动粒子，粒子的位置代表待求解变量的取值，根据待求解变量的取值范围确定粒子的最大移动速度；2)采用拉丁超立方采样对粒子进行位置初始化；3)利用粒子的位置结合tc、t
2f
和t
4f
表达式，计算粒子对应的恒定转矩分量的取值、二次和四次转矩波动幅值之和的取值，确定粒子在进化过程中的个体最优解，进一步计算粒子群的支配度和拥挤度，获得pareto前沿解和全局最优解；4)令粒子能够按多目标粒子群算法的进化公式进行位置和速度的迭代；5)重复迭代过程直至达到上限；6)获得完成全部迭代后的pareto前沿解；7)在pareto前沿解中选取一组解作为最终容错控制电流的相角和幅值。该解能够使二、四次转矩波动同时取得较低值，从而降低电机整体的转矩波动，根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流，如下式所示：
[0103]
ic′
＝14.86cos(ωet-2.68)+2.06cos(3ωet-5.32)
[0104]
id′
＝14.86cos(ωet-3.67)+2.06cos(3ωet-2.64)
[0105]
ie′
＝14.86cos(ωet-4.63)+2.06cos(3ωet-5.07)
[0106]
图2为电机在正常运行时、相邻两相绕组开路故障不控时和施加所提出的容错控制策略时的转矩波形对比图，从图中可以看出在施加所提出的容错控制策略后，电机的转矩波动相比故障不控时有所下降，证明所提出的容错控制策略能够有效抑制故障造成的电机转矩波动上升，提升电机在容错运行时的转矩输出品质。
[0107]
具体实施方式四：下面结合图3和图8说明本实施方式，本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意相隔两相绕组开路故障的容错控制策略：
[0108]
电机在正常运行状态下，即未发生绕组开路故障时的各相电流为：
[0109]
ia＝15cos(ωet)
[0110][0111][0112][0113][0114]
其中，ia，ib，ic，id，ie分别为正常运行状态下a，b，c，d，e相绕组电流，ωe为电机的电角速度。
[0115]
以开路故障发生在a、c相为例，且结合具体实例45槽12极五相永磁同步电机采用开绕组形式，正常运行状态下电机相电流的幅值i＝15a。当五相永磁同步电机发生相隔两相绕组开路故障后，假设开路故障发生在a、c相，调整剩余正常相，即b，d，e相绕组电流按：
[0116][0117]
进行工作，以抑制相隔两相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ωe为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
b1
和θ
b3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为b相，d相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
[0118][0119]
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值，i＝15a；
[0120]
给出b，d，e相绕组空载反电势为：
[0121][0122]
其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；
[0123]
根据b，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相隔两相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
[0124]
所述输出转矩的恒定转矩分量tc由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
[0125][0126]
ωm为电机的机械角速度；
[0127]
二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流
相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：
[0128][0129]
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
[0130][0131]
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，由于七次谐波反电势幅值较低，因此忽略由七次谐波反电势和三次谐波容错控制电流产生的四次转矩波动，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
[0132][0133]
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
[0134][0135]
容错控制电流中待求解变量包含：θ
b1
、θ
b3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；参见图8，其求解过程为：
[0136]
首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量tc、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：
[0137]
[max(tc)；min(t
2f
+t
4f
)]
[0138]
多目标粒子群算法求解的具体步骤包括：1)确定待求解变量的取值范围，并将待求解变量等效为具有速度和位置属性的可移动粒子，粒子的位置代表待求解变量的取值，根据待求解变量的取值范围确定粒子的最大移动速度；2)采用拉丁超立方采样对粒子进行位置初始化；3)利用粒子的位置结合tc、t
2f
和t
4f
表达式，计算粒子对应的恒定转矩分量的取值、二次和四次转矩波动幅值之和的取值，确定粒子在进化过程中的个体最优解，进一步计算粒子群的支配度和拥挤度，获得pareto前沿解和全局最优解；4)令粒子能够按多目标粒子群算法的进化公式进行位置和速度的迭代；5)重复迭代过程直至达到上限；6)获得完成全部迭代后的pareto前沿解；7)在pareto前沿解中选取一组解作为最终容错控制电流的相角和幅值。该解能够使二、四次转矩波动同时取得较低值，从而降低电机整体的转矩波动，根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流，如下式所示：
[0139]
ib′
＝14.46cos(ωet-1.23)+3.98cos(3ωet-0.62)
[0140]
id′
＝14.46cos(ωet-3.59)+3.98cos(3ωet-2.54)
[0141]
ie′
＝14.46cos(ωet-5.19)+3.98cos(3ωet-4.85)
[0142]
图3为电机在正常运行时、相隔两相绕组开路故障不控时和施加所提出的容错控制策略时的转矩波形对比图，从图中可以看出在施加所提出的容错控制策略后，电机的转矩波动相比故障不控时有所下降，证明所提出的容错控制策略能够有效抑制故障造成的电机转矩波动上升，提升电机在容错运行时的转矩输出品质。
[0143]
具体实施方式五：下面结合图4和图8说明本实施方式，本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意相邻三相绕组开路故
障的容错控制策略：
[0144]
电机在正常运行状态下，即未发生绕组开路故障时的各相电流为：
[0145]
ia＝15cos(ωet)
[0146][0147][0148][0149][0150]
其中，ia，ib，ic，id，ie分别为正常运行状态下a，b，c，d，e相绕组电流，ωe为电机的电角速度。
[0151]
以开路故障发生在a、b、c相为例，且结合具体实例45槽12极五相永磁同步电机采用开绕组形式，正常运行状态下电机相电流的幅值i＝15a。当五相永磁同步电机发生相邻三相绕组开路故障后，假设开路故障发生在a、b、c相，调整剩余正常相，即d，e相绕组电流按：
[0152][0153]
进行工作，以抑制相邻三相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ωe为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为d相、e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
[0154][0155]
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值，i＝15a；
[0156]
给出d，e相绕组空载反电势为：
[0157][0158]
其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；
[0159]
根据d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相邻三相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
[0160]
所述输出转矩的恒定转矩分量tc由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
[0161][0162]
ωm为电机的机械角速度；
[0163]
二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：
[0164][0165]
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
[0166][0167]
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，由于七次谐波反电势幅值较低，因此忽略由七次谐波反电势和三次谐波容错控制电流产生的四次转矩波动，四次
转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
[0168][0169]
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
[0170][0171]
容错控制电流中待求解变量包含：θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；参见图8，其求解过程为：
[0172]
首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量tc、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：
[0173]
[max(tc)；min(t
2f
+t
4f
)]
[0174]
多目标粒子群算法求解的具体步骤包括：1)确定待求解变量的取值范围，并将待求解变量等效为具有速度和位置属性的可移动粒子，粒子的位置代表待求解变量的取值，根据待求解变量的取值范围确定粒子的最大移动速度；2)采用拉丁超立方采样对粒子进行位置初始化；3)利用粒子的位置结合tc、t
2f
和t
4f
表达式，计算粒子对应的恒定转矩分量的取值、二次和四次转矩波动幅值之和的取值，确定粒子在进化过程中的个体最优解，进一步计算粒子群的支配度和拥挤度，获得pareto前沿解和全局最优解；4)令粒子能够按多目标粒子群算法的进化公式进行位置和速度的迭代；5)重复迭代过程直至达到上限；6)获得完成全部迭代后的pareto前沿解；7)在pareto前沿解中选取一组解作为最终容错控制电流的相角和幅值。该解能够使二、四次转矩波动同时取得较低值，从而降低电机整体的转矩波动，根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流，如下式所示：
[0175]
id′
＝14.76cos(ωet-3.79)+2.67cos(3ωet-3.93)
[0176]
ie′
＝14.76cos(ωet-5.21)+2.67cos(3ωet-4.04)
[0177]
图4为电机在正常运行时、相邻三相绕组开路故障不控时和施加所提出的容错控
制策略时的转矩波形对比图，从图中可以看出在施加所提出的容错控制策略后，电机的转矩波动相比故障不控时有所下降，证明所提出的容错控制策略能够有效抑制故障造成的电机转矩波动上升，提升电机在容错运行时的转矩输出品质。
[0178]
具体实施方式六：下面结合图5和图8说明本实施方式，本实施方式所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，该策略包括任意相隔三相绕组开路故障的容错控制策略：
[0179]
电机在正常运行状态下，即未发生绕组开路故障时的各相电流为：
[0180]
ia＝15cos(ωet)
[0181][0182][0183][0184][0185]
其中，ia，ib，ic，id，ie分别为正常运行状态下a，b，c，d，e相绕组电流，ωe为电机的电角速度。
[0186]
以开路故障发生在a、b、d相为例，且结合具体实例45槽12极五相永磁同步电机采用开绕组形式，正常运行状态下电机相电流的幅值i＝15a。当五相永磁同步电机发生相隔三相绕组开路故障后，假设开路故障发生在a、b、d相，调整剩余正常相，即c，e相绕组电流按：
[0187][0188]
进行工作，以抑制相隔三相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ωe为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
c1
和θ
c3
，θ
e1
和θ
e3
分别为c相、e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
[0189][0190]
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值，i＝15a；
[0191]
给出c，e相绕组空载反电势为：
[0192][0193]
其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；
[0194]
根据c，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相隔三相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
[0195]
所述输出转矩的恒定转矩分量tc由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
[0196][0197]
二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：
[0198][0199]
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
[0200][0201]
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，由于七次谐波反电势幅值较低，因此忽略由七次谐波反电势和三次谐波容错控制电流产生的四次转矩波动，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
[0202][0203]
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
[0204][0205]
容错控制电流中待求解变量包含：θ
c1
、θ
c3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；参见图8求解过程为：
[0206]
首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相
容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量tc、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：
[0207]
[max(tc)；min(t
2f
+t
4f
)]
[0208]
多目标粒子群算法求解的具体步骤包括：1)确定待求解变量的取值范围，并将待求解变量等效为具有速度和位置属性的可移动粒子，粒子的位置代表待求解变量的取值，根据待求解变量的取值范围确定粒子的最大移动速度；2)采用拉丁超立方采样对粒子进行位置初始化；3)利用粒子的位置结合tc、t
2f
和t
4f
表达式，计算粒子对应的恒定转矩分量的取值、二次和四次转矩波动幅值之和的取值，确定粒子在进化过程中的个体最优解，进一步计算粒子群的支配度和拥挤度，获得pareto前沿解和全局最优解；4)令粒子能够按多目标粒子群算法的进化公式进行位置和速度的迭代；5)重复迭代过程直至达到上限；6)获得完成全部迭代后的pareto前沿解；7)在pareto前沿解中选取一组解作为最终容错控制电流的相角和幅值。该解能够使二、四次转矩波动同时取得较低值，从而降低电机整体的转矩波动，根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流，如下式所示：
[0209]
ic′
＝14.49cos(ωet-2.90)+3.89cos(3ωet-4.27)
[0210]
ie′
＝14.49cos(ωet-4.63)+3.89cos(3ωet-5.73)
[0211]
图5为电机在正常运行时、相隔三相绕组开路故障不控时和施加所提出的容错控制策略时的转矩波形对比图，从图中可以看出在施加所提出的容错控制策略后，电机的转矩波动相比故障不控时有所下降，证明所提出的容错控制策略能够有效抑制故障造成的电机转矩波动上升，提升电机在容错运行时的转矩输出品质。
[0212]
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。

技术特征：
1.五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意一相、任意两相或任意三相绕组开路故障的容错控制策略：调整剩余正常相绕组电流以抑制绕组开路故障造成的转矩波动上升，所述剩余正常相绕组电流根据容错控制电流来确定；所述剩余相绕组容错控制电流的获取过程为：根据空载反电势建立电机在绕组开路故障容错状态下的输出转矩与剩余相绕组容错控制电流的关系式，进而建立输出转矩的恒定转矩分量、二次转矩波动幅值及四次转矩波动幅值与剩余相绕组容错控制电流的关系式；用多目标粒子群算法求解以获取最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和条件下的容错控制电流。2.根据权利要求1所述的五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意一相绕组开路的容错控制策略：当发生a相绕组开路时，依据容错控制电流调整剩余正常相，即b，c，d，e相绕组电流按：进行工作，以抑制一相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ω
e
为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
b1
和θ
b3
，θ
c1
和θ
c3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为b相，c相，d相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值；b，c，d，e相绕组空载反电势为：其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；根据b，c，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在一相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；
所述输出转矩的恒定转矩分量t
c
由基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：ω
m
为电机的机械角速度；二次转矩波动由基波反电势e1和基波容错控制电流、三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势e5和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：四次转矩波动由三次谐波反电势e3和基波容错控制电流、五次谐波反电势e5和基波容错控制电流、基波反电势e1和三次谐波容错控制电流相互作用产生，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：容错控制电流中待求解变量包含：θ
b1
、θ
b3
、θ
c1
、θ
c3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；其求解过程为：首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量t
c
、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流。3.根据权利要求1所述的五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意相邻两相绕组开路的容错控制策略：当开路故障发生在a、b相，依据容错控制电流调整剩余正常相，即c，d，e相绕组电流按：进行工作，以抑制相邻两相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ω
e
为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
c1
和θ
c3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为c相，d
相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值；c，d，e相绕组空载反电势为：其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；根据c，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相邻两相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；所述输出转矩的恒定转矩分量t
c
由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：ω
m
为电机的机械角速度；二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：容错控制电流中待求解变量包含：θ
c1
、θ
c3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；其求解过程为：首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量t
c
、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算
法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：[max(t
c
)；min(t
2f
+t
4f
)]根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流。4.根据权利要求1所述的五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意相隔两相绕组开路故障的容错控制策略：当a、c相发生开路故障时，依据容错控制电流调整剩余正常相，即b，d，e相绕组电流按：进行工作，以抑制相隔两相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ω
e
为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
b1
和θ
b3
，θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为b相，d相，e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值；b，d，e相绕组空载反电势为：其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；根据b，d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相隔两相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；所述输出转矩的恒定转矩分量t
c
由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：
ω
m
为电机的机械角速度；二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：
其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：容错控制电流中待求解变量包含：θ
b1
、θ
b3
、θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；其求解过程为：首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量t
c
、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：[max(t
c
)；min(t
2f
+t
4f
)]根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流。5.根据权利要求1所述的五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意相邻三相绕组开路故障的容错控制策略：当开路故障发生在a、b、c相时，依据容错控制电流调整剩余正常相，即d，e相绕组电流按：进行工作，以抑制相邻三相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ω
e
为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
d1
和θ
d3
，θ
e1
和θ
e3
分别为d相、e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：
式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值；d，e相绕组空载反电势为：其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；根据d，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相邻三相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；所述输出转矩的恒定转矩分量t
c
由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：ω
m
为电机的机械角速度；二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：
四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：容错控制电流中待求解变量包含：θ
d1
、θ
d3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；其求解过程为：首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制
电流后电机的恒定转矩分量t
c
、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：[max(t
c
)；min(t
2f
+t
4f
)]根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流。6.根据权利要求1所述的五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，该策略包括任意相隔三相绕组开路故障的容错控制策略：当开路故障发生在a、b、d相，依据容错控制电流调整剩余正常相，即c，e相绕组电流按：进行工作，以抑制相隔三相绕组开路故障造成的转矩波动上升；式中，ω
e
为电机的电角速度；容错控制电流包括幅值和相位角两部分，其中θ
c1
和θ
c3
，θ
e1
和θ
e3
分别为c相、e相基波和三次谐波容错控制电流的相角；i1和i3分别为剩余相基波和三次谐波容错控制电流的幅值，i1与i3满足下式所示关系：式中，a为三次谐波电流注入率，i为正常运行状态下电机相电流的幅值；c，e相绕组空载反电势为：其中e
2k+1
为(2k+1)次反电势谐波的幅值；根据c，e相绕组容错控制电流和空载反电势计算电机在相隔三相绕组开路故障容错状态下的输出转矩；所述输出转矩的恒定转矩分量t
c
由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，如下式所示：二次转矩波动由基波反电势和基波容错控制电流、三次谐波反电势和基波容错控制电
流、基波反电势和三次谐波容错控制电流、五次谐波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，二次转矩波动幅值t
2f
如下式所示：其中k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7和k8为二次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，并如下式所示：四次转矩波动由三次谐波反电势和基波容错控制电流、五次谐波反电势和基波容错控制电流、基波反电势和三次谐波容错控制电流相互作用产生，四次转矩波动幅值t
4f
如下式所示：其中：q1、q2、q3、q4、q5、q6为四次转矩波动中与容错控制电流相角相关的系数，如下式所示：
容错控制电流中待求解变量包含：θ
c1
、θ
c3
、θ
e1
、θ
e3
、i1和i3；其求解过程为：首先，确定五相永磁同步电机空载反电势各次谐波的幅值e
2k+1
，以及剩余正常相容错控制电流的有效值该电流有效值由电机绕组的散热条件决定；然后，计算施加容错控制电流后电机的恒定转矩分量t
c
、二次转矩波动幅值t
2f
和四次转矩波动幅值t
4f
，利用多目标粒子群算法求解能够最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和的容错控制电流，如下式所示：[max(t
c
)；min(t
2f
+t
4f
)]根据求解出的容错控制电流确定开路故障时剩余正常相绕组电流。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，其特征在于，采用五相全桥或五相六桥臂逆变器为五相永磁同步电机供电。

技术总结
五相永磁同步电机开路故障三次谐波电流注入容错控制策略，属于电机领域，本发明为解决五相永磁同步电机在绕组开路故障下转矩波动上升的问题。本发明该策略包括任意一相、两相或三相绕组开路故障：调整剩余相电流以抑制绕组开路故障造成的转矩波动上升，剩余相电流根据容错控制电流来确定；剩余相绕组容错控制电流的获取过程为：根据空载反电势建立电机在绕组开路故障容错状态下的输出转矩与剩余相绕组容错控制电流的关系式，进而建立输出转矩的恒定转矩分量、二次转矩波动幅值及四次转矩波动幅值与剩余相绕组容错控制电流的关系式；用多目标粒子群算法求解以获取最大化恒定转矩分量，最小化二次和四次转矩波动幅值之和条件下的容错控制电流。件下的容错控制电流。件下的容错控制电流。


技术研发人员：隋义 黄家萱 郑萍 苑子航 周子愚
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/19