本發(fā)明描述多定子機器的控制布置；用于多定子機器中的定子的頻率轉換器的頻率轉換器控制器的電流控制模塊；以及執(zhí)行多定子機器的容錯控制的方法。

背景技術：

在永磁體同步發(fā)電機（pmsg）中，由永磁體提供激勵場，并且在定子中感生的電壓的頻率與轉子輪轂的旋轉速率直接有關。由于其性能可靠性，pmsg通常是用于近海風能應用的發(fā)電機選擇。定子可以實現(xiàn)為具有隔離的中性點的多定子機器，其中每個定子繞組承載多個相（通常為三個）。多定子機器可以是優(yōu)選的，以便在諸如近海風力電廠的需求應用中實現(xiàn)容錯。

為了將pmsg的可變頻率轉換為恒定的電網(wǎng)頻率，發(fā)電機側的頻率轉換器和電網(wǎng)側的頻率轉換器可以在由dc鏈路連結的背對背布置中使用。頻率轉換器通常實現(xiàn)為頻率開關的布置，諸如隔離柵雙極型晶體管（igbt），這是因為它們以快的切換頻率切換高壓的能力。無切換igbt——功率開關晶體管中的開路故障的結果——是pmsg風力渦輪機中功率轉換器斷供的主要原因之一。在功率開關失效時，相應的發(fā)電機相電流變得失真或不穩(wěn)定，導致扭矩紋波的顯著增加。雖然微量的扭矩紋波是可接受的并且實際上在pmsg的正常無故障或“健康”操作期間甚至是不可避免的，但是在故障之后發(fā)展的顯著較高水平的扭矩紋波造成振動，這可能對發(fā)電機或其他組件造成實際損害。

多相pmsg風力渦輪發(fā)電機的優(yōu)點之一在于其即使在其發(fā)電機側轉換器中具有一個或多個開路故障時仍然繼續(xù)操作的能力。在具有多個隔離中性點的多定子pmsg的情況下，合適的繞組（即，所有相）通常停止運行。然而，這導致功率輸出的顯著降低，以及相應的收益損失。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供應對上述類型的機器中的開路故障的改進的方式。

這一目的通過權利要求1的控制布置；通過權利要求4的電流控制模塊；通過權利要求10的多定子機器；以及通過權利要求12的執(zhí)行多定子機器的容錯控制的方法，來實現(xiàn)。

創(chuàng)造性的控制布置意圖用于多定子機器中，該多定子機器包括用于所述多個定子中的每一個的頻率轉換器以及用于每個頻率轉換器的頻率轉換器控制器。頻率轉換器控制器的目的在于基于與該定子有關的輸入信號（輸入基準、性能參數(shù)等）來生成用于該頻率轉換器的控制信號。根據(jù)本發(fā)明，每個控制器被實現(xiàn)為接收用于該定子的經(jīng)測量電流值和基準電流值，并且如果在頻率轉換器的一個或多個中發(fā)生開路故障，則基于電流值和基準電流值來生成用于控制布置的另一等同頻率轉換器控制器的電流控制模塊的補償電流值。為此，控制器被實現(xiàn)為如果發(fā)生開路故障則交換補償電流值。換言之，每個電流控制模塊生成用于另一電流控制模塊的補償電流值，并且從另一電流控制模塊接收補償電流值。由此基于所接收的電流值和所接收的補償電流值來計算用于控制器的后續(xù)變換級的電壓基準。

頻率轉換器應理解為包括多定子機器的發(fā)電機側轉換器。如本領域技術人員將知道的，這樣的多定子機器與電網(wǎng)之間的頻率轉換通常由通過dc鏈路連接在一起的發(fā)電機側轉換器與電網(wǎng)側轉換器來實現(xiàn)。

多定子機器的每個定子將承載用于多個相（通常為三個）的繞組。因此，在本發(fā)明的上下文中，術語“電流值”應理解為意味著與該定子的每一相有關的電流值。例如，由控制器接收的“經(jīng)測量電流”可以實際上包括三個測量或觀測到的電流值，針對三相繞組的每一相一個電流值。在本發(fā)明的上下文中，“補償電流”是在轉換器中基準電流與實際觀測到的電流之間的誤差。在健康的轉換器中，這些值通常將非常接近。在故障的轉換器中，至少一對基準和觀測到電流將顯著不同。通過在創(chuàng)造性的控制方法中交換補償電流，一個控制器中看見的誤差也被“注入”到健康的頻率轉換器的控制器中。故障的轉換器的劣質性能（其將以其他方式導致顯著的扭矩紋波）被有效地與另一健康的頻率轉換器共享。由健康的轉換器造成的扭矩紋波可以與由故障的轉換器生成的扭矩紋波有效地對稱，使得源自開路故障的扭矩紋波可以被有利地減少或者甚至消除。

根據(jù)本發(fā)明的控制布置的優(yōu)點在于，機器的改進的后故障控制不要求現(xiàn)存控制器設計的任何顯著或昂貴的硬件修改或重新配置。通過相關信號的合適處置以最終生成導致具有有益的最小水平扭矩紋波的更平滑操作的功率開關控制信號，改進的容錯控制可以主要受軟件影響。

創(chuàng)造性的后故障控制是基于以下創(chuàng)見：igbt的開路故障導致功率開關的故障；當這樣的開路故障發(fā)生時，仍然存在電流可用的替代路徑，即通過故障開關的整流器二極管；以及每個轉換器基本上對機器扭矩做出相等貢獻。本發(fā)明利用多定子機器設計，并且對“健康”功率轉換器中的一個或多個的控制做出調整以補償或抵消（一個或多個）故障的轉換器的行為，結果是有益地最小化扭矩紋波。以這一方式，可以用非常成本有效的方式來實現(xiàn)容錯機器。在本發(fā)明的上下文中，表述“容錯機器”指的是即使在頻率轉換器中發(fā)生一個或多個開路故障時，仍然可以以可接受的性能水平繼續(xù)操作的多定子機器。換言之，利用根據(jù)本發(fā)明的控制方法，在發(fā)生開路故障時，不需要關停機器。相反，機器可以以可接受的性能水平繼續(xù)操作，直到故障可以被修復。

根據(jù)本發(fā)明，電流控制模塊包括用于接收經(jīng)測量電流和基準電流的多個輸入端，以及用于確定它們之間的差異的比較器。頻率轉換器的電流控制模塊的目的在于提供電壓基準，其將用于生成用于頻率轉換器的功率開關的控制信號。在根據(jù)本發(fā)明的電流控制模塊中，計算單元被實現(xiàn)為基于電流差異以及還基于如果在另一頻率轉換器中發(fā)生開路故障則從該另一頻率轉換器的電流控制模塊接收的輸入補償電流值，來計算電壓基準。電流控制模塊被有效地實現(xiàn)為交換補償電流值。為此，電流控制模塊包括補償模塊，用于如果在其頻率轉換器中發(fā)生開路故障則基于電流差異，計算輸出補償電流值——用于發(fā)送至另一電流控制模塊。

創(chuàng)造性的電流控制模塊的優(yōu)點在于，其可以調整其健康的頻率轉換器的行為以補償另一故障的頻率轉換器的劣質行為。同樣地，創(chuàng)造性的電流控制模塊可以在其自身的頻率轉換器已經(jīng)報告開路故障時從另一健康的頻率轉換器“接收協(xié)助”。

根據(jù)本發(fā)明，多定子機器包括多個定子、用于所述多個定子中的每一個的頻率轉換器，以及用于每個頻率轉換器的控制器。在創(chuàng)造性的多定子機器中，每個頻率轉換器控制器包括創(chuàng)造性電流控制模塊的實例。

創(chuàng)造性的多定子機器特別適合于實現(xiàn)為永磁體同步機器，所述永磁體同步機器操作為例如在風力渦輪機中的發(fā)電機。

根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行這樣的多定子機器的容錯控制的方法包括以下步驟：將與其定子有關的觀測到的電流值和基準電流值提供給控制器；基于所接收的電流值來生成補償電流值；監(jiān)視頻率轉換器以檢測開路故障的發(fā)生；如果發(fā)生開路故障則在控制器之間交換補償電流值；以及基于所接收的觀測到的電流值、基準電流值和補償電流值來計算用于控制器的變換級的電壓基準。

機器的后故障控制通過基本上一在一個或多個頻率轉換器中已檢測到開路故障就在電流控制模塊之間交換補償電流值來實現(xiàn)。不同于傳統(tǒng)的后故障控制策略，根據(jù)本發(fā)明的方法不要求完全三相繞組停止運行。創(chuàng)造性的控制方法可以實現(xiàn)為對于現(xiàn)存的控制策略僅有微小改編，更具體地，在現(xiàn)存的控制策略的軟件中微小改編。

本發(fā)明的特別有利的實施例和特征由從屬權利要求給出，如在以下描述中揭示的。不同權利要求類別的特征可以酌情組合以給出在此未描述的進一步實施例。

以下，可以假定多個定子（或簡稱為“多定子”）機器是上述pmsg類型的發(fā)電機。因此以下，但不以任意方式限制本發(fā)明，創(chuàng)造性的多定子機器可以假定為風力渦輪機的pmsg。而且，術語“控制布置”和“容錯控制布置”可以可互換地使用，因為根據(jù)本發(fā)明的控制布置特別構想為允許多定子機器即使在已經(jīng)發(fā)生故障之后仍然繼續(xù)操作。本發(fā)明特別涉及響應于多定子機器的頻率轉換器中的開路故障的改進方式。因此，術語“頻率轉換器故障”、“開路故障”和“故障”可以假定具有相同含義并且可以在以下可互換地使用。

在諸如發(fā)電機的機器的控制中，共同的實踐是收集或觀測一個域中的性能值，以及將那些值轉換到另一域以便簡化計算。一種確立已久的方法是在靜止的“abc”參考系與同步旋轉“dq0”參考系之間執(zhí)行park變換和park逆變換?！癲q0”參考系也稱為直接-正交-零參考系。以下，下標（例如，iabc、vdq）以通常方式標注相關參考系。

根據(jù)本發(fā)明的控制方法優(yōu)選以通常方式實施為計算機程序產(chǎn)品，包括使用用于處理各種輸入以及生成各種輸出的合適算法實現(xiàn)的功能模塊。為此，控制方法所要求的任何模擬電流和電壓信號被轉換為由控制布置的功能模塊處理的數(shù)字值。以下，因此，術語“電流”、“電流值”和“電流信號”可以理解為具有相同含義并且可以可互換地使用。這同樣適用于術語“電壓”、“電壓值”和“電壓信號”。

故障診斷可以使用從現(xiàn)有技術已知的若干方法中的任一種，以任意合適方式來執(zhí)行?？梢约俣ǎ诖擞懻摰念愋偷娘L力渦輪機已經(jīng)配備有適當?shù)墓收显\斷布置，其在一個或多個頻率轉換器中發(fā)生開路故障時提供合適指示。

根據(jù)本發(fā)明的控制布置可以實施用于具有兩個或更多個定子的多定子機器。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，多定子機器是雙定子機器，即，其具有兩個定子。在該實施例中，控制布置包括用于第一定子的頻率轉換器的第一頻率轉換器控制器，以及用于第二定子的頻率轉換器的第二頻率轉換器控制器。第一控制器從第二控制器的電流控制模塊接收第一補償電流值，并且生成用于第二控制器的電流控制模塊的補償電流值。類似地，第二控制器從第一控制器的電流控制模塊接收第二補償電流值，并且生成用于第一控制器的電流控制模塊的補償電流值。換言之，兩個電流控制模塊是“交換伙伴”并且如果在頻率轉換器中發(fā)生開路故障則交換或者“互換”補償電流值。以這一方式，第一轉換器中的開路故障的發(fā)生導致用于第二控制器的非零補償電流，而第二轉換器中的開路故障導致用于第一控制器的非零補償電流。

諸如多定子psmg的電氣機器通常利用某種故障檢測電路來檢測并且報告故障的發(fā)生。因此在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，控制布置包括實現(xiàn)為檢測轉換器中的開路故障的發(fā)生并且如果發(fā)生開路故障則生成激活信號的故障診斷模塊。故障診斷模塊可以通過連續(xù)監(jiān)視繞組電流來檢測發(fā)電機側頻率轉換器中的故障。各種其他方法可以用于實現(xiàn)診斷功能，例如可以使用電壓監(jiān)視方法或基于硬件的解決方案等。在無故障操作期間，激活信號可以具有為零或者邏輯低的缺省值。在一個或多個igbt中的開路故障中，相應的頻率轉換器的激活信號切換到邏輯高，并且用于“使能”由適當?shù)碾娏骺刂颇K計算的補償電流值并且使該信號對于該電流控制模塊的“交換伙伴”可用。電流控制模塊因此生成經(jīng)調整的電壓基準，其繼而導致至相關頻率轉換器的功率開關的經(jīng)調整的控制信號。容錯控制因此被激活。創(chuàng)造性的故障控制方法可以處置高達最大相計數(shù)的若干功率開關的故障。因此，對于三相系統(tǒng)，創(chuàng)造性的故障控制可以處置高達三個故障的功率開關或igbt。

根據(jù)本發(fā)明的電流控制模塊的補償電流計算模塊優(yōu)選地分析期望或基準電流與觀測到的電流值中的差異。這些值被連續(xù)地饋送至控制布置的電流控制單元。補償電流計算模塊可以基于這一差異來生成補償電流信號。通常，真實或觀測到的電流將很少精確對應于基準電流。因此，補償電流計算模塊優(yōu)選地僅在開路故障的發(fā)生已經(jīng)確立時輸出其補償電流信號。在沒有故障時，補償電流信號的值優(yōu)選地缺省為零并且對于基準電壓的計算沒有影響。

優(yōu)選地，補償電流計算模塊包括用于處理差異（或誤差）電流的濾波器布置。例如，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，濾波器布置包括低通濾波器，因為高頻分量與扭矩控制不相關。低通濾波器也可以確保補償電流的諧波內容在電流控制模塊的反饋控制器的帶寬內。例如，低通濾波器截止頻率可以設定為發(fā)電機電氣頻率的十倍，因為由開路故障引入到dq0中的主諧波分別是單個和相開路故障的一次和二次諧波。在本發(fā)明的進一步優(yōu)選實施例中，濾波器布置包括陷波濾波器，其用于從補償中排除特定諧波。取決于電流基準如何計算，這可能是合乎期望的。例如，電流基準可以由dc鏈路電壓控制器來計算，使得陷波濾波器被要求用于在后故障操作期間去除由dc鏈路電壓引入的諧波分量。優(yōu)選地，這些濾波器中的任何濾波器使用自適應濾波器來實現(xiàn)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，補償電流計算模塊包括延遲單元，用于在輸出補償電流值上引入時間延遲。時間延遲優(yōu)選被選擇計及系統(tǒng)延遲和/或繞組配置，使得在由一個電流控制模塊發(fā)出的補償電流由另一電流控制模塊接收時，其可以簡單地增加到該另一電流控制模塊的差異電流。這個和隨后被饋送至反饋控制器，例如比例積分控制器，用于生成該另一電流控制模塊的輸出基準電壓。

在故障被檢測到時，根據(jù)本發(fā)明的控制布置允許機器繼續(xù)操作而無需中斷。在諸如風力渦輪機發(fā)電機的發(fā)電機的情況下，容錯控制方法優(yōu)選包括如果發(fā)生故障則使發(fā)電機的功率輸出降額的步驟。創(chuàng)造性的后故障控制確保如果在一個或多個頻率轉換器中發(fā)生開路故障則扭矩紋波被保持在有益的最小值。因此，在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施例中，發(fā)電機的功率輸出被降額額定功率的至多20%，直到故障可以被補救。降額百分比一定程度上取決于各種機器參數(shù)（例如，感應系數(shù)、磁通量）、故障與健康轉換器的比率，以及還取決于故障的igbt的數(shù)量。在兩個或更多個功率開關失效時，一個故障的轉換器的所要求的降額百分比可以小于20%。

根據(jù)以下結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的其他目的和特征將變得清楚。然而，應理解，附圖僅出于說明目的而設計并且不作為本發(fā)明限制的定義而設計。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的控制布置的實施例；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電流控制模塊的實施例；

圖3示出圖2的電流控制模塊中的補償電流計算模塊的第一實施例；

圖4示出使用根據(jù)本發(fā)明的控制布置實現(xiàn)的電流和扭矩的圖形；

圖5示出使用根據(jù)本發(fā)明的控制布置實現(xiàn)的電流和扭矩的圖形；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的電流控制模塊的補償電流計算模塊的第二實施例；

圖7示出用于多定子機器的故障情景；

圖8示出用于多定子機器的另外故障情景；

圖9示出傳統(tǒng)的風力渦輪機的框圖；

圖10示出傳統(tǒng)的控制布置的實施例；

圖11和12示出使用傳統(tǒng)的控制方法實現(xiàn)的電流和扭矩的圖形。

在各圖中，貫穿其中的相同的標號指代相同的對象。各圖中的對象并不一定按比例繪制。

具體實施方式

圖1示出供雙定子pmsg2使用的根據(jù)本發(fā)明的控制布置1的實施例。兩個定子中的每一個具有一組繞組w_1、w_2。發(fā)電機2具有兩個頻率轉換器20_1、20_2，每個定子一個。每個頻率轉換器20_1、20_2由其自身的控制器1_1、1_2控制。每個控制器1_1、1_2提供有適當?shù)妮斎胄盘?，諸如功率基準、轉子位置θe、dc電壓基準、繞組電流的測量值iabc1、iabc2、發(fā)電機扭矩、旋轉速率等，如本領域技術人員將知道的?；诟鞣N輸入信號130_1、130_2、140_1、140_2，iq基準計算塊13和id基準計算塊14確定每種情況下用于電流控制模塊10的電流基準i^*dq1、i^*dq2。每個電流控制模塊10的目的在于將觀測到的電流idq1、idq2（通過觀測到的電流iabc1、iabc2的通常變換獲得）與電流基準i^*dq1、i^*dq2的值進行比較。這些之間的任意誤差用于生成電壓基準v^*dq1、v^*dq2，電壓基準v^*dq1、v^*dq2在由后續(xù)的脈沖寬度調制（pwm）塊12使用之前在塊11中經(jīng)歷park逆變換（通過使用適當?shù)淖儞Q矩陣，將輸入從同步旋轉dq0參考系變換到靜止abc參考系），脈沖寬度調制（pwm）塊12將生成用于頻率轉換器20_1、20_2的切換信號120_1、120_2以便控制繞組電流。

圖2示出雙定子機器的兩個電流控制模塊10的實施例。每個電流控制模塊10包括比較器101，用于將觀測到的電流idq1、idq2與電流基準i^*dq1、i^*dq2的值進行比較。這些之間的任何誤差δidq1、δidq2用于生成用于后續(xù)變換塊11的電壓基準v^*dq1、v^*dq2。每個電流控制模塊10提供有觀測到的電流idq1、idq2（通過觀測到的電流iabc1、iabc2的通常變換獲得）、基準電流值i^*dq1、i^*dq2（來自基準計算塊13、14）、以及來自另一電流控制模塊10的補償電流idq_comp1、idq_comp2的值。

在傳統(tǒng)的電流控制模塊中，基準電壓v^*dq1、v^*dq2將通過把誤差δidq1、δidq2饋送到諸如比例積分（pi）控制器103的適當反饋控制器103來計算。創(chuàng)造性的電流控制模塊10勝過傳統(tǒng)的基準電壓計算，并且與另一電流控制模塊10交換信息。為此，第一電流控制模塊10（在圖的頂部）從第二電流控制模塊10（在圖的底部）接收輸入補償電流值idq_comp1，并且生成輸出補償電流值idq_comp2以發(fā)送至第二電流控制模塊10。補償電流值可以視為基本上等于實際觀測到的電流與基準電流之間的差異。加法器102將所接收的輸入補償電流值增加到本地計算出的差異，并且將總和給到計算基準電壓的反饋控制器。以這一方式，電流控制模塊10的基準電壓v^*dq1、v^*dq2不再僅僅基于其自身的頻率轉換器的觀測到的電流和基準電流，而是還基于另一頻率轉換器的任何誤差電流。

校正僅在頻率轉換器中的實際開路故障期間生效。為此，每個頻率轉換器20_1，20_2包括故障診斷模塊21_1、21_2，其生成使能或激活信號ftc_en1、ftc_en2，用于激活頻率轉換器20_1、20_2的容錯控制。例如，在第一頻率轉換器20_1中發(fā)生開路故障時，激活信號ftc_en1將從邏輯低（“0”）切換到邏輯高（“1”）。控制布置1_1的第一電流控制模塊10隨后生成非零輸出補償電流信號idq_comp2以發(fā)送給第二電流控制模塊，第二電流控制模塊在這種情況下是控制器1_2的電流控制模塊10。

如果控制布置1_2的頻率轉換器20_2是健康的，則其輸出補償電流idq_comp1為零并且對由第一控制器1_1中的電流控制模塊10的反饋控制器103計算出的基準電壓v^*dq1沒有任何影響。

由電流控制模塊10提供的輸出補償電流信號idq_comp1、idq_comp2在補償電流計算模塊100中被計算。這樣的補償電流計算模塊100的實施例在圖3中示出，圖3示出與第一控制器1_1有關的信號。輸入δidq1首先在低通濾波器105中被濾波并且隨后被陷波濾波器106濾波。作為結果的已濾波信號可以由適當?shù)臅r間延遲補償單元107給予時間延遲。這些步驟可以連續(xù)地執(zhí)行，無論頻率轉換器中是否存在故障。在開路故障實際在這一頻率轉換器中發(fā)生時，由故障診斷模塊生成的激活信號ftc_en1允許已濾波（并且可選地還被延遲）的補償idq_comp2信號發(fā)送至第二頻率轉換器20_2的電流控制模塊10。否則，輸出補償電流idq_comp2將具有零值并且將對第二轉換器20_2的轉換器控制信號120_2沒有任何影響。

圖4示出雙定子pmsg的第一定子的繞組電流iabc1以及第二定子的繞組電流iabc2的每單位圖形。該圖還示出使用根據(jù)本發(fā)明的控制布置實現(xiàn)的發(fā)電機扭矩40。實驗值在無故障間隔n和容錯控制間隔ftc內觀測。在正常無故障操作期間，每個定子的繞組電流iabc1、iabc2具有基本上穩(wěn)定的正弦形式。在時間tf，開路故障發(fā)生在第一定子的發(fā)電機側頻率轉換器的一個相的一個開關中。第一定子的繞組電流iabc1變得不穩(wěn)定。通過激活控制布置的電流控制模塊之間的補償電流值的交換，故障的負面影響被很大程度地消去，并且扭矩40在故障之后不表現(xiàn)出任何明顯的紋波。這一有益的穩(wěn)定行為允許發(fā)電機保持連接以將功率傳遞給電網(wǎng)。當然，發(fā)電機可能需要降額高達額定功率的20%，因為dc鏈路電壓在容錯控制期間可能表現(xiàn)出附加的諧波，并且發(fā)電機相電流可能具有較高的最大值。

圖5也示出在時間tf時一個相的兩個開關中開路故障之后在無故障間隔n和容錯控制間隔ftc內的電流iabc1、iabc2和發(fā)電機扭矩50的每單位圖形。在此也通過激活電流控制模塊之間的補償電流值的交換，故障的負面影響被共享，并且扭矩50在故障之后保持有益地穩(wěn)定。

多定子機器可以包括多于兩個定子。圖6示出用在包括n個定子的機器中的根據(jù)本發(fā)明的電流控制模塊的補償電流計算模塊100的第二實施例。類似于圖3，誤差電流值δidq1在濾波器布置105、106中被濾波。由于補償電流將發(fā)送至n-1個電流控制模塊，所以濾波器布置的輸出除以n-1。如果頻率轉換器中發(fā)生故障，則補償電流idq_comp2……idq_compn被發(fā)送至其他n-1個電流控制模塊。如果要求，補償電流信號可以在延遲單元107中酌情延遲，其中在每種情況下所增加的延遲可以不同。

圖7示出多定子機器的故障情景。出于簡化的原因，多定子機器假定為具有隔離的中性點以及繞組之間沒有空間移位的雙定子機器。該圖示出雙定子機器2的兩個發(fā)電機側頻率轉換器20_1、20_2的簡化表示。每個頻率轉換器20_1、20_2包括上下組的三個n溝道igbt200，每個繞組電流相一個?？刂菩盘枺ㄎ词境觯┦┘又羒gbt200的柵極，并且每個發(fā)電機側頻率轉換器20_1、20_2經(jīng)由dc鏈路連接至電網(wǎng)側頻率轉換器（未示出）。該圖示出在一個相的上開關中的開路故障f1，以及在同一相的下開關中的另一開路故障f2。這樣的開路故障f1、f2牽涉到晶體管的故障，使得電流不再能從集電極流向發(fā)射極。然而，開關二極管仍然提供相反方向的用于相電流的路徑。

圖8示出多定子機器的另外的故障情景。在此，第一轉換器20_1的全部三相的全部上開關已經(jīng)失效。故障的轉換器20_1的功能性受限，并且稱為“半受控整流器”。即使在這一嚴重的故障f3的情況下，創(chuàng)造性的方法允許發(fā)電機繼續(xù)以有益地低水平扭矩紋波操作，因為對于故障的第一轉換器20_1的相電流的干擾通過將互補的干擾引入到健康的第二轉換器20_2的相電流而得到補償。

圖9示出傳統(tǒng)的風力渦輪機8的框圖。在這一非常簡化的圖中，風力渦輪機8由轉子輪轂80表示，其具有三個葉片，布置為轉動主軸。主軸連接至齒輪箱81，其將主軸的緩慢的高扭矩旋轉轉換為雙定子發(fā)電機2的較快旋轉。用于每個定子的控制布置包括背對背拓撲中的兩個dc/ac轉換器，即經(jīng)由dc鏈路連接至電網(wǎng)側轉換器9b（用于控制變壓器電流）的發(fā)電機側轉換器9a（用于控制定子電流）?？刂撇贾檬嵌喽ㄗ影l(fā)電機2與變壓器90之間的接口，允許輸出功率饋送至電網(wǎng)91。

傳統(tǒng)的控制布置的發(fā)電機側轉換器9a、9b的框圖在圖10中示出。在此，每個發(fā)電機側轉換器9a、9b包括基準計算塊13、14；電流控制模塊84；變換單元11以及調制器12。在傳統(tǒng)的控制布置中，在電流控制模塊84之間沒有信息的交換。源自相應的頻率轉換器中的開路故障f1、f2、f3（如圖7或圖7中所描述的）的不穩(wěn)定的繞組電流未被校正或補償。（一個或多個）不穩(wěn)定的繞組電流導致明顯水平的扭矩紋波。如果容錯控制是不可能的，則風力渦輪機8必須與電網(wǎng)91斷開連接，從而導致顯著的收益損失。

圖11展示了缺少任何容錯控制的后果。在此同樣，該圖示出用于雙定子pmsg的繞組w_1、w_2的電流iabc1、iabc2以及發(fā)電機扭矩87的每單位圖形。實驗值在發(fā)電機側頻率轉換器中的一個相的一個開關中的開路故障之后開始于時間tf的無故障間隔n和故障間隔f內觀測。故障間隔f展示了缺少任何容錯控制的后果：第二定子的繞組電流iabc2保持穩(wěn)定，因為第二定子的發(fā)電機側頻率轉換器是健康的，但是發(fā)電機扭矩表現(xiàn)出明顯的紋波，如可以由這一間隔f中的清楚峰值看到的。

圖12與圖11類似，并且示出在發(fā)電機側頻率轉換器之一中兩個開路故障f1、f2的后果。在這一情景中，發(fā)電機扭矩88表現(xiàn)出嚴重的紋波，如可以在間隔f中看到的。

雖然本發(fā)明已經(jīng)以優(yōu)選實施例及其上的變型的形式公開，但將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以對其做出許多附加修改和變型。

出于清楚原因，應理解，貫穿本申請使用“一”或“一個”并不排除多個，并且“包括”并不排除其他步驟或元件。提及“單元”或“模塊”并不排除使用多于一個的單元或模塊。