專利名稱：永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)軸承電機(jī)的控制方法，尤其涉及一種永磁型無(wú)軸承電機(jī) 直接懸浮力控制方法。
背景技術(shù)：
永磁型無(wú)軸承電機(jī)的控制通常分為兩部分轉(zhuǎn)矩控制和懸浮力控制。 目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于無(wú)軸承電機(jī)控制的研究均集中在如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩繞組 和懸浮繞組的解耦上,其解耦控制算法均是建立在轉(zhuǎn)矩繞組控制采用d軸電流 為零的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制的基礎(chǔ)上，其懸浮效果不僅依賴于轉(zhuǎn)矩繞組磁場(chǎng) 定向控制的準(zhǔn)確性，同時(shí)也受懸浮繞組自身磁場(chǎng)定向控制準(zhǔn)確性的約束。
傳統(tǒng)的懸浮繞組控制是通過(guò)控制懸浮繞組電流來(lái)控制懸浮繞組磁場(chǎng)，從而 間接的控制所需懸浮力的大小和方向，是對(duì)懸浮力的開環(huán)控制，使得懸浮力控 制的準(zhǔn)確性和快速性受到限制，存在著動(dòng)態(tài)懸浮響應(yīng)慢的缺點(diǎn)。
傳統(tǒng)的懸浮繞組矢量控制需要定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，控制算法復(fù)雜。
傳統(tǒng)的懸浮繞組控制采用電流跟蹤型逆變器和正弦脈寬調(diào)制方法 (SPWM)，直流母線電壓利用率不高，逆變器開關(guān)器件開關(guān)次數(shù)多，開關(guān)損 耗較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制 方法。
本發(fā)明永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法，其特征在于采用X軸位移 傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)x，采用Y軸位移 傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y，將所述橫向?qū)?時(shí)位移信號(hào)x和給定的永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向參考位移信號(hào)x'經(jīng)過(guò)x方 向位置環(huán)得到橫向位移差A(yù)x ，將所述縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y和給定的永磁型無(wú)軸 承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向參考位移信號(hào)/經(jīng)過(guò)y方向位置環(huán)得到縱向位移差A(yù)^ ，將所 述橫向位移差A(yù)x經(jīng)過(guò)PIDl調(diào)節(jié)器得到給定的"軸懸浮力《，將所述縱向位移
差A(yù);;經(jīng)過(guò)PID2調(diào)節(jié)器得到給定的/ 軸懸浮力《；采用懸浮繞組定子磁鏈幅值
與相位計(jì)算模塊檢測(cè)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的三相輸入電流和三相輸入電壓即A 相電流Ia、 A相電壓Ua， B相電流Ib、 B相電壓Ub， C相電流Ic、 C相電壓 Uc，輸出懸浮繞組定子磁鏈幅值|^2|與相位;1;采用轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩繞
組合成氣隙磁鏈的幅值l^g和相角//;將所述懸浮繞組定子磁鏈幅值|^2|與相
位義和轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的幅值KJ和相角經(jīng)過(guò)懸浮力估算模塊得到反 饋的"軸懸浮力Fa和反饋的^軸懸浮力^;將所述給定的"軸懸浮力《與反 饋的"軸懸浮力&經(jīng)過(guò)X方向力環(huán)得到"軸的懸浮力矢量差A(yù)^ ，將所述給定 的y9軸懸浮力《與反饋的-軸懸浮力&經(jīng)過(guò)y方向力環(huán)得到"軸懸浮力矢量
差A(yù)Fp，將所述"軸懸浮力矢量差A(yù)F。、 / 軸的懸浮力矢量差A(yù)Fp和轉(zhuǎn)矩繞組合
成氣隙磁鏈的相角經(jīng)過(guò)直接懸浮力計(jì)算模塊得到懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎?，將?述懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎罱?jīng)過(guò)空間電壓矢量模塊SVM得到功率變換器的三相開 關(guān)信號(hào)，將功率變換器的三相開關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)功率變換器VSI得到永磁型無(wú)軸承 電機(jī)的三相驅(qū)動(dòng)電流和電壓即永磁型無(wú)軸承電機(jī)懸浮繞組的三相輸入電流和 三相輸入電壓；其中直接懸浮力計(jì)算模塊的構(gòu)建包括如下步驟
Fa=kMUs2cosOP)
其中、為
e)構(gòu)建磁鏈表達(dá)的懸浮力數(shù)學(xué)模型<formula>formula see original document page 5</formula>懸浮力常量，v^為懸浮控制繞組定子磁鏈； 0構(gòu)建懸浮力矢量模型當(dāng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路是線性的，參數(shù)不隨
溫度的變化而變化，忽略磁滯、渦流損耗，轉(zhuǎn)子為無(wú)阻尼繞組，保持 轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁鏈恒定，得到當(dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+l的合成懸浮力
矢量在ap坐標(biāo)系下的分量 <formula>formula see original document page 5</formula>式中的kp為懸浮力系數(shù)，Ae為懸浮力變化的方向角，Rk)為當(dāng)前時(shí)刻k
的懸浮力，P(k+l)為下一時(shí)刻k+l的懸浮力，Af(k)為當(dāng)前時(shí)刻k與下一 時(shí)刻k+l懸浮力的矢量差，l(k)為當(dāng)前時(shí)刻k的懸浮繞組磁鏈，&2(k+l) 為下一時(shí)刻k+1的懸浮繞組磁鏈，A^(k)為當(dāng)前時(shí)刻k與下一時(shí)刻k+1
懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎?；則合成懸浮力矢量差在"I3坐標(biāo)系下的分量為 <formula>formula see original document page 5</formula>g)構(gòu)建懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶磕Ｐ彤?dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+l懸浮繞組磁鏈 矢量在aP坐標(biāo)系下的分量為< Vs2a(k)=frs2(k)|CosX l化2a(k+l)叫vjis2(k+l)lcos(X+Ae) 、Vs2(3(k)=|^s2(k)|sinX ， l\)/s2p(k+i;H$s2(k+l)|sin(X+Ae)'
其中W^W為當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭?軸上的分量，^2/"為
當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭赑軸上的分量，W^Ot + l)為下一時(shí)刻k+l 懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭?軸上的分量，^"hl)為下一時(shí)刻k+l懸浮繞組
磁鏈?zhǔn)噶吭赑軸上的分量；則懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤趏tp坐標(biāo)系下的分量 即懸浮繞組磁鏈"軸矢量差A(yù)^^ 、懸浮繞組磁鏈々軸矢量差A(yù)^^為
=|$s2 (k+1)| c。s(人+A0)- |ij>s2 (k)| cos人 △Vs2n2fi(k+l)-v(/s2p(k) ' =|$s2 (k+l)| sin(X+Ae)-|ij>s2 (k)| sinX h)采用所述懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤赼p坐標(biāo)系下的分量代入合成懸浮力矢 量差在aP坐標(biāo)系下的分量得到合成懸浮力的矢量差與懸浮繞組磁鏈?zhǔn)?br> 量差的關(guān)系式為:
_AFa-COS)Isi叫— :
-si叫COSJLl
本發(fā)明的永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法具有以下特點(diǎn)①本控 制方法是對(duì)懸浮力的閉環(huán)控制，提高了懸浮力的準(zhǔn)確性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；②懸
浮力控制無(wú)需旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，不依賴于轉(zhuǎn)矩控制繞組磁場(chǎng)定向控制的準(zhǔn)確性，
控制算法簡(jiǎn)單，進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)矩控制繞組和懸浮力繞組解耦；③懸浮力控制不 再受懸浮控制繞組參數(shù)的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制 方法是一種對(duì)懸浮力控制準(zhǔn)確性高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，受電機(jī)參數(shù)影響小的控制方 法。


圖1:本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖2:本發(fā)明的直接懸浮力控制矢量圖3:本發(fā)明懸浮力與懸浮控制繞組定子磁鏈?zhǔn)噶繄D。
圖中標(biāo)號(hào)V)V為轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈；v^為轉(zhuǎn)矩控制繞組定子磁鏈；Vs2 為懸浮控制繞組定子磁鏈；X為v^與a軸夾角；NV為轉(zhuǎn)矩控制繞組定子磁鏈^ 在q軸上的分量；v)/f永磁體磁鏈； 為d軸與A相、晃組軸線夾角；S為轉(zhuǎn)矩控制
繞組定子磁鏈^與v)/f的夾角。
J^《施力《
如圖1所示。 一種永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法，其特征在于采 用X軸位移傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)x，采 用Y軸位移傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y，將
所述橫向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)X和給定的永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向參考位移信號(hào)
Z經(jīng)過(guò)x方向位置環(huán)得到橫向位移差A(yù)x ，將所述縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y和給定的 永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向參考位移信號(hào)/經(jīng)過(guò)y方向位置環(huán)得到縱向位移 差 ，將所述橫向位移差A(yù)x經(jīng)過(guò)PID1調(diào)節(jié)器得到給定的"軸懸浮力《，將
所述縱向位移差A(yù)y經(jīng)過(guò)PID2調(diào)節(jié)器得到給定的々軸懸浮力《；采用懸浮繞組
定子磁鏈幅值與相位計(jì)算模塊檢測(cè)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的三相輸入電流和三相 輸入電壓即A相電流Ia、 A相電壓Ua， B相電流Ib、 B相電壓Ub， C相電流 Ic、 C相電壓Uc，輸出懸浮繞組定子磁鏈幅值|^2|與相位/1;采用轉(zhuǎn)矩控制系
統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的幅值KJ和相角a ;將所述懸浮繞組定子磁鏈 幅值|^2|與相位/1和轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的幅值|^1|和相角//經(jīng)過(guò)懸浮力估 算模塊得到反饋的"軸懸浮力Fa和反饋的/ 軸懸浮力;將所述給定的《軸懸 浮力《與反饋的"軸懸浮力&經(jīng)過(guò)x方向力環(huán)得到"軸的懸浮力矢量差A(yù)Fa ， 將所述給定的"軸懸浮力《與反饋的々軸懸浮力&經(jīng)過(guò)y方向力環(huán)得到々軸 懸浮力矢量差A(yù)^，將所述"軸懸浮力矢量差A(yù)^、"軸的懸浮力矢量差A(yù)^和
轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的相角//經(jīng)過(guò)直接懸浮力計(jì)算模塊得到懸浮繞組磁鏈 矢量差，將所述懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎罱?jīng)過(guò)空間電壓矢量模塊SVM得到功率變 換器的三相開關(guān)信號(hào)，將功率變換器的三相開關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)功率變換器VSI得到 永磁型無(wú)軸承電機(jī)的三相驅(qū)動(dòng)電流和電壓即永磁型無(wú)軸承電機(jī)懸浮繞組的三 相輸入電流和三相輸入電壓；其中直接懸浮力計(jì)算模塊的構(gòu)建包括如下步驟
FjkMUs2Cos( i卞)
其中、為
i)構(gòu)謹(jǐn)表達(dá)的懸浮力數(shù)對(duì)莫型m VmlVs2sin(h)
懸浮力常量，化2為懸浮控制繞組定子磁鏈；
j)構(gòu)建懸浮力矢量模型當(dāng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路是線性的，參數(shù)不隨 溫度的變化而變化，忽略磁滯、渦流損耗，轉(zhuǎn)子為無(wú)阻尼繞組，保持 轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁鏈恒定，得到當(dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+l的合成懸浮力 矢量在al3坐標(biāo)系下的分量 Fa(k)= f(k) cos(X-jx"kF |ij>s2(k)|cos(X-[i)
Fp(k)= f (k) sin(>^i)=kF |$s2(k)|sinO|i)
「Fa (k+1 )= |f (k+1)| cos(X卞+竭
=kF (k+l)|cos(X-|i)cosA0-kF iKk+l)lsin(人卞)sinA9
Fp (k+l),(k+l)| sin(X卞+Ae) ，
=kF |ij>s2(k+l)|sin(Ar(i)cosAQ+kF iKk+l)lcos(X卞)sinA9
式中的kF為懸浮力系數(shù)，A9為懸浮力變化的方向角，f(k)為當(dāng)前時(shí)刻k 的懸浮力，f(k+l)為下一時(shí)刻k+l的懸浮力，Af(k)為當(dāng)前時(shí)刻k與下一
時(shí)刻k+l懸浮力的矢量差，t(k)為當(dāng)前時(shí)刻k的懸浮繞組磁鏈，&2(k+l) 為下一時(shí)刻k+l的懸浮繞組磁鏈，Aij>s2(k)為當(dāng)前時(shí)刻k與下一時(shí)刻k+l
懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎?；則合成懸浮力矢量差在aP坐標(biāo)系下的分量為 <formula>formula see original document page 8</formula>
構(gòu)建懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶磕Ｐ彤?dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+l懸浮繞組磁鏈 矢量在aP坐標(biāo)系下的分量為 Vs2a (k),s2 (k)| cos人Jvs2a (k+1 )= |ij>s2 (k+1 )| cos(X+A9) ，s2p(k)=fe2(k)|sinl ， lvs2p(k+l)=|ij>s2(k+l)|sin( i+Ae)'
其中^^(Q為當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭?軸上的分量，^2/ ("為 當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭?軸上的分量，^ j + l)為下一時(shí)刻k+l 懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭?軸上的分量，^^Ot + l)為下一時(shí)刻k+l懸浮繞組
磁鏈?zhǔn)噶吭凇┹S上的分量；則懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤赼p坐標(biāo)系下的分量 即懸浮繞組磁鏈"軸矢量差A(yù)^^ 、懸浮繞組磁鏈-軸矢量差A(yù)^^為
<formula>formula see original document page 8</formula>
1)采用所述懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤赼(3坐標(biāo)系下的分量代入合成懸浮力矢 量差在aP坐標(biāo)系下的分量得到合成懸浮力的矢量差與懸浮繞組磁鏈?zhǔn)?br> 量差的關(guān)系式為<formula>formula see original document page 8</formula>
所述懸浮繞組定子磁鏈幅值與相位計(jì)算模塊將轉(zhuǎn)矩繞組的三相電壓和三
相電流經(jīng)過(guò)3/2變換轉(zhuǎn)換為"，"坐標(biāo)下的電壓和電流Ua、
<formula>formula see original document page 8</formula>
再由:
<formula>formula see original document page 8</formula>計(jì)算出""坐標(biāo)系下
的懸浮繞組定子磁鏈幅值|^2|與相位義，i 為轉(zhuǎn)矩繞組電阻，懸浮繞組定子磁 鏈幅值lvg包括"軸的轉(zhuǎn)矩繞組定子磁鏈幅值和"軸的轉(zhuǎn)矩繞組定子磁鏈幅 值。
所述轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)控制模塊將轉(zhuǎn)矩繞組的三相電壓和三相電流經(jīng)過(guò)3/2變換轉(zhuǎn)
換為a,^坐標(biāo)下的電壓和電流U^ U
pi貫
LP1
再由:
< : ，《為懸浮繞組電阻，將C^坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩繞組定子磁
鏈減去漏磁鏈得到轉(zhuǎn)矩繞組的氣隙磁鏈^^"-^"一t， ， (C為漏電感)，
<formula>formula see original document page 9</formula>2計(jì)算出"々坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩繞組定子磁鏈
幅值KJ與相位//。
本發(fā)明在保持轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈近似恒定的同時(shí)，通過(guò)適當(dāng)選擇逆變 器的開關(guān)狀態(tài)來(lái)控制懸浮繞組定子磁鏈空間矢量的幅值與方向，控制無(wú)軸承永 磁同步電機(jī)懸浮力的大小和方向。
本發(fā)明的工作原理是通過(guò)位移傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)位移信號(hào)，經(jīng)過(guò)位
移環(huán)PID的調(diào)節(jié)作用得到控制所需的懸浮力給定，與直接懸浮力估算模塊計(jì)算 所得的反饋力作差，得到需要的懸浮力的矢量差，再通過(guò)直接懸浮力計(jì)算模塊 計(jì)算出懸浮繞組所需要的磁鏈?zhǔn)噶?，并通過(guò)基本空間電壓矢量(SVPWM)算 法得到逆變器的開關(guān)信號(hào)來(lái)合成所需的磁鏈，從而實(shí)現(xiàn)懸浮力的快速準(zhǔn)確控制 和電機(jī)的穩(wěn)定懸浮。
如圖2、圖3所示。根據(jù)用磁鏈表達(dá)的懸浮力數(shù)學(xué)模型，懸浮力可以看做 一個(gè)幅值大小為kMv^v^，以懸浮繞組磁鏈v^與轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈v^的夾
角即X卞角度旋轉(zhuǎn)的空間矢量。當(dāng)轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒定且穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩繞組合成 氣隙磁鏈L的幅值及定、轉(zhuǎn)子磁鏈夾角S基本保持恒定不變，則懸浮力的控制 可以通過(guò)調(diào)節(jié)懸浮繞組磁鏈化2的幅值大小和相位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1. 一種永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法，其特征在于采用X軸位移傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)x，采用Y軸位移傳感器采集得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y，將所述橫向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)x和給定的永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的橫向參考位移信號(hào)x*經(jīng)過(guò)x方向位置環(huán)得到橫向位移差Δx，將所述縱向?qū)崟r(shí)位移信號(hào)y和給定的永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子的縱向參考位移信號(hào)y*經(jīng)過(guò)y方向位置環(huán)得到縱向位移差Δy，將所述橫向位移差Δx經(jīng)過(guò)PID1調(diào)節(jié)器得到給定的α軸懸浮力將所述縱向位移差Δy經(jīng)過(guò)PID2調(diào)節(jié)器得到給定的β軸懸浮力采用懸浮繞組定子磁鏈幅值與相位計(jì)算模塊檢測(cè)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的三相輸入電流和三相輸入電壓即A相電流Ia、A相電壓Ua，B相電流Ib、B相電壓Ub，C相電流Ic、C相電壓Uc，輸出懸浮繞組定子磁鏈幅值|ψs2|與相位λ；采用轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的幅值|ψm1|和相角μ；將所述懸浮繞組定子磁鏈幅值|ψs2|與相位λ和轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的幅值|ψm1|和相角μ經(jīng)過(guò)懸浮力估算模塊得到反饋的α軸懸浮力Fα和反饋的β軸懸浮力Fβ；將所述給定的α軸懸浮力與反饋的α軸懸浮力Fα經(jīng)過(guò)x方向力環(huán)得到α軸的懸浮力矢量差ΔFα，將所述給定的β軸懸浮力與反饋的β軸懸浮力Fβ經(jīng)過(guò)y方向力環(huán)得到β軸懸浮力矢量差ΔFβ，將所述α軸懸浮力矢量差ΔFα、β軸的懸浮力矢量差ΔFβ和轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈的相角μ經(jīng)過(guò)直接懸浮力計(jì)算模塊得到懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎睿瑢⑺鰬腋±@組磁鏈?zhǔn)噶坎罱?jīng)過(guò)空間電壓矢量模塊SVM得到功率變換器的三相開關(guān)信號(hào)，將功率變換器的三相開關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)功率變換器VSI得到永磁型無(wú)軸承電機(jī)的三相驅(qū)動(dòng)電流和電壓即永磁型無(wú)軸承電機(jī)懸浮繞組的三相輸入電流和三相輸入電壓；其中直接懸浮力計(jì)算模塊的構(gòu)建包括如下步驟a)構(gòu)建磁鏈表達(dá)的懸浮力數(shù)學(xué)模型其中kM為懸浮力常量，ψs2為懸浮控制繞組定子磁鏈；b)構(gòu)建懸浮力矢量模型當(dāng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路是線性的，參數(shù)不隨溫度的變化而變化，忽略磁滯、渦流損耗，轉(zhuǎn)子為無(wú)阻尼繞組，保持轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁鏈恒定，得到當(dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+1的合成懸浮力矢量在αβ坐標(biāo)系下的分量式中的kF為懸浮力系數(shù)，Δθ為懸浮力變化的方向角，為當(dāng)前時(shí)刻k的懸浮力，為下一時(shí)刻k+1的懸浮力，為當(dāng)前時(shí)刻k與下一時(shí)刻k+1懸浮力的矢量差，為當(dāng)前時(shí)刻k的懸浮繞組磁鏈，為下一時(shí)刻k+1的懸浮繞組磁鏈，為當(dāng)前時(shí)刻k與下一時(shí)刻k+1懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎?；則合成懸浮力矢量差在αβ坐標(biāo)系下的分量為c)構(gòu)建懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶磕Ｐ彤?dāng)前時(shí)刻k和下一時(shí)刻k+1懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭讦力伦鴺?biāo)系下的分量為 其中ψs2α(k)為當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭讦凛S上的分量，ψs2β(k)為當(dāng)前時(shí)刻k懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭讦螺S上的分量，ψs2α(k+1)為下一時(shí)刻k+1懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭讦凛S上的分量，ψs2β(k+1)為下一時(shí)刻k+1懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶吭讦螺S上的分量；則懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤讦力伦鴺?biāo)系下的分量即懸浮繞組磁鏈α軸矢量差Δψs2α、懸浮繞組磁鏈β軸矢量差Δψs2β為d)采用所述懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎钤讦力伦鴺?biāo)系下的分量代入合成懸浮力矢量差在αβ坐標(biāo)系下的分量得到合成懸浮力的矢量差與懸浮繞組磁鏈?zhǔn)噶坎畹年P(guān)系為
全文摘要
本發(fā)明公布了一種永磁型無(wú)軸承電機(jī)直接懸浮力控制方法，屬無(wú)軸承電機(jī)的控制方法。本發(fā)明在保持轉(zhuǎn)矩繞組合成氣隙磁鏈恒定的同時(shí)，通過(guò)適當(dāng)選擇逆變器的開關(guān)狀態(tài)來(lái)控制懸浮繞組定子磁鏈空間矢量的幅值與方向，控制無(wú)軸承永磁同步電機(jī)懸浮力的大小和方向，對(duì)懸浮力采用閉環(huán)控制，進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)矩控制繞組和懸浮力繞組解耦。本發(fā)明是一種對(duì)懸浮力控制準(zhǔn)確性高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，受電機(jī)參數(shù)影響小的控制方法。
文檔編號(hào)H02N15/00GK101383573SQ200810155789
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者仇志堅(jiān), 楠 李, 王曉琳, 鄧智泉 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)