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风电变流技术
★ 5.0
一种用于共直流母线双逆变器供电开绕组PMSM单相电流传感器故障的容错控制
Fault-Tolerant Control for One-Phase Current Sensor Fault in Open-End Winding PMSM fed by Dual Inverter With a Common DC Bus
| 作者 | Kibok Lee |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年9月 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 容错控制 永磁同步电机 双逆变器 单相电流传感器故障 零序电流控制 |
语言:
中文摘要
本文针对采用共直流母线双逆变器供电的开放式绕组永磁同步电机(PMSM)发生单相电流传感器故障的情况,提出了一种容错控制(FTC)策略。虽然目前已有很多针对定子绕组和逆变器桥臂故障的容错控制策略被研究,但尚未有针对单相电流传感器故障的容错控制策略被提出。与单逆变器不同,由于存在零序电流(ZSC),采用共直流母线的双逆变器需要测量三相电流。单相电流传感器故障可能导致系统立即停机或控制性能严重下降。本研究提出了一种利用另外两相电流来估算单相电流的方法。在发生单相电流传感器故障时,容错控制和零序电流控制均可实施。文中给出了实验结果以验证所提方法的有效性。
English Abstract
This letter presents a fault-tolerant control (FTC) for a one-phase current sensor failure in the open-ended winding permanent magnet synchronous motor (PMSM) fed by the dual inverter with a common dc bus. While many FTC strategies for stator winding and inverter leg faults have been researched, an FTC for one-phase current sensor fault has not yet been proposed. Unlike a single inverter, the dual inverter with a common dc bus needs three-phase current measurement due to the flow of zero-sequence current (ZSC). A one-phase current sensor fault can result in immediate system shutdown or severe degradation in control performance. This study proposes a method for estimating the one-phase current using the currents from the other two phases. Both the FTC and the ZSC control can be implemented in the presence of a one-phase current sensor fault. Experimental results are provided to validate the proposed method.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项针对双逆变器开放式绕组永磁同步电机的单相电流传感器容错控制技术具有重要的应用价值。该技术直接关联我们在储能系统、电动汽车驱动以及新能源并网等领域的核心产品可靠性提升。
在技术价值层面,该研究填补了双逆变器共母线拓扑结构中电流传感器故障容错控制的空白。对于阳光电源的大功率储能变流器(PCS)和电机驱动系统而言,电流传感器故障是导致系统停机的常见原因之一。传统方案中单相传感器失效会引发系统立即保护停机,而该技术通过其余两相电流重构故障相电流,可在保持零序电流控制的同时实现系统不间断运行,这对提升储能电站可用率和降低运维成本具有直接经济价值。
从应用前景评估,该技术与阳光电源正在推进的高可靠性储能系统战略高度契合。特别是在大型地面电站和工商业储能场景中,系统可用性每提升1%都意味着显著的收益增长。技术成熟度方面,论文已提供实验验证,但从实验室到产品化仍需考虑多传感器协同故障、长期运行稳定性等工程问题。
技术挑战主要集中在:电流重构算法在高动态工况下的精度保持、与现有保护策略的协调配合,以及功能安全认证要求。机遇在于,该技术可与我们的智能诊断系统深度融合,形成预测性维护能力,并作为差异化竞争优势应用于高端储能和电驱产品线,支撑阳光电源在全球新能源市场的技术领先地位。