阅读说明：本技术 一种双绕组永磁同步电机控制拓扑 (Double-winding permanent magnet synchronous motor control topology ) 是由 闫浩 王光秋 于 2021-11-08 设计创作，主要内容包括：一种双绕组永磁同步电机控制拓扑,涉及双绕组永磁同步电机控制技术,发明针对双绕组无刷直流电机的控制系统,提出一种电路拓扑,可以实现两套绕组同时工作,或实现任何一套绕组单独工作,达到提高电机系统容错能力的目的,它包括两套三相绕组,第一套三相绕组由左侧逆变器进行控制、第二套绕组由右侧逆变器进行控制；所述左侧逆变器包括六个电力电子开关,分别命名为：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；右侧逆变器包括六个电力电子开关,分别命名为：Q7、Q8、Q9、Q10、Q11和Q12；两套三相绕组采用星型联结方式连接。(The invention relates to a control topology of a double-winding permanent magnet synchronous motor, which relates to the control technology of the double-winding permanent magnet synchronous motor, provides a circuit topology aiming at a control system of a double-winding brushless direct current motor, can realize the simultaneous work of two sets of windings or the independent work of any set of windings, and achieves the purpose of improving the fault-tolerant capability of a motor system; the left inverter includes six power electronic switches, named respectively: q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6; the right inverter includes six power electronic switches, respectively named: q7, Q8, Q9, Q10, Q11 and Q12; the two sets of three-phase windings are connected in a star connection mode.)

一种双绕组永磁同步电机控制拓扑

技术领域

本发明涉及双绕组永磁同步电机控制技术。

背景技术

永磁同步电机以其高功率密度和轻量化的优点，广泛应用于新能源汽车、伺服控制、航空航天等领域，为了提高电机的可靠性，在一些场合采用双绕组结构，即一套绕组出现故障后可以更换到另一套绕组，这种备份方式可以有效提高电机系统的容错运行能力。双绕组永磁同步电机需要两个独立的电压源逆变器供电才能运行，因此需要对其控制拓扑进行设计，一方面要保证两套绕组可以同时工作，还要保证两套绕组中的任何一套绕组可以单独工作。

发明内容

发明针对双绕组无刷直流电机的控制系统，提出一种电路拓扑，可以实现两套绕组同时工作，或实现任何一套绕组单独工作，达到提高电机系统容错能力的目的。

其拓扑结构为：一种双绕组永磁同步电机控制拓扑，其特征是：两套三相绕组，第一套三相绕组由左侧逆变器进行控制、第二套绕组由右侧逆变器进行控制；所述左侧逆变器包括六个电力电子开关，分别命名为：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；右侧逆变器包括六个电力电子开关，分别命名为：Q7、Q8、Q9、Q10、Q11和Q12；

两套三相绕组采用星型联结方式连接，且三相绕组编号对应命名为：A1、B1、C1、A2,B2和C2；

本发明获得的有益效果是：本发明的控制拓扑可以实现双绕组永磁同步电机的多种故障状态下的容错运行，可提高电机系统可靠性。

附图说明

图1是双绕组永磁同步电机控制拓扑结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种双绕组永磁同步电机控制拓扑，发明专利所提出的双绕组永磁同步电机控制拓扑，两套三相绕组采用星型联结方式，对应的绕组编号为A1,B1,C1,A2,B2,C2。第一套绕组由左侧逆变器进行控制，第二套绕组由右侧逆变器进行控制。Vdc为直流电源，Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6为组成左侧逆变器的六个电力电子开关器件，Q7,Q8,Q9,Q10,Q11,Q12为组成右侧逆变器的六个电力电子开关器件。两个逆变器的直流母线上分别安装两个大电流接触器S1,S2，实现电路开通和关断的作用。两套绕组对应的相之间也分别安装大电流接触器Sa,Sb,Sc，也实现电路的开通和关断作用。

给两个逆变器供电的直流电源Vdc可以采用同一个，也可以采用两个独立的直流电源。

工作模式1：两套绕组同时工作，接触器S1,S2均闭合，第三接触器Sa、第四Sb、Sc均断开，两套绕组相互独立，分别由对应的逆变器进行供电，一同工作使得电机运转，此时为电机满功率运行模式。

工作模式2：两套绕组同时工作，第一接触器S1和第二接触器S2均闭合，第三接触器Sa、第四接触器Sb、第五接触器Sc均闭合，两套绕组联结在一起，相当于一个三相电机，此时两个逆变器同时工作，为电机满功率运行模式。

工作模式3：若左侧逆变器或者电机绕组出现故障，断开第一接触器S1、第三接触器Sa、第四接触器Sb和第五接触器Sc，闭合第二接触器S2，只有右侧逆变器带着右侧绕组工作，此时为电机半功率运行模式。

工作模式4：若右侧逆变器或者电机绕组出现故障，断开接触器S2，第三接触器Sa、第四接触器Sb和第五接触器Sc，闭合第一接触器S1，只有左侧逆变器带着左侧绕组工作，此时为电机半功率运行模式。

工作模式5：若只有左侧逆变器发生故障而电机绕组无故障，则断开第一接触器S1，闭合第二接触器S2、第三接触器Sa、第四接触器Sb和第五接触器Sc，此时右侧逆变器带着两套绕组同时工作，为电机满功率运行模式。

工作模式6：若只有右侧逆变器发生故障而电机绕组无故障，则断开第二接触器S2，闭合第一接触器S1,第三接触器Sa、第四接触器Sb和第五接触器Sc，此时左侧逆变器带着两套绕组同时工作，为电机满功率运行模式。

该控制拓扑可以实现双绕组永磁同步电机的多种故障状态下的容错运行，可提高电机系统可靠性。