[發明專利]一種無軸承同步磁阻電機懸浮系統構造方法

有效

• 申請號: 201110254720.7
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102281029A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 孫剛;張漢年;徐開軍
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王玉梅

1.一種無軸承同步磁阻電機懸浮系統構造方法，其特征是，包括以下步驟：

1)構建擴展的位移觀測器，分別檢測電機懸浮繞組和轉矩繞組三相電流，經坐標變換后，得到同步旋轉坐標下的兩相電流，作為擴展的位移觀測器的輸入信號；擴展的位移觀測器輸出信號為靜止坐標下的轉子徑向位移觀測值和懸浮力的參考值；

2)建立擴展的懸浮力/電流調制器模型，擴展的位移觀測器輸出的懸浮力參考值作為擴展的懸浮力/電流調制器的輸入信號；

3)構造內模控制器，將步驟2)中擴展的懸浮力/電流調制器輸出的兩個電流分量與步驟1)中的同步旋轉坐標下的兩相電流之間的偏差，分別送入內模控制器的兩個輸入端；內模控制器輸出懸浮繞組的兩相參考電壓；

4)構造SVPWM逆變器，將步驟3)中內模控制器輸出的定子電壓給定值信號作為SVPWM電壓源逆變器的輸入參考信號，SVPWM逆變器輸出實際需要的三相電壓向懸浮繞組供電，產生電機轉子所需的徑向懸浮力，實現轉子的穩定懸浮運行。

2.根據權利要求1所述的無軸承同步磁阻電機懸浮系統構造方法，其特征是，步驟1)中擴展的位移觀測器包括PI自適應率、PID調節器、懸浮力觀測器和Park逆變換；轉子位移觀測構建方法包括以下步驟：

11)構建懸浮力觀測器：在同步旋轉d、q坐標系下無軸承同步磁阻電機轉子兩垂直方向上的徑向懸浮力分量F_x、F_y為：

Fx=Kdidix+KqiqiyFy=Kqiqix-Kdidiy---(1)]]>

式(1)構成懸浮力觀測器的數學模型，式中K_d、K_q分別為電機d、q軸懸浮力/電流常數，i_d、i_q分別為轉矩繞組等效兩相電流，i_x、i_y分別為懸浮繞組等效兩相電流；

1.2)將上述旋轉坐標下的徑向懸浮力分量F_x、F_y經Park逆變換轉換成靜止坐標下的分量F_α、F_β為：

FαFβ=cosθ-sinθsinθcosθFxFy---(2)]]>

1.3)構造PI自適應率：基于PI調節的PI自適應率的轉子徑向位移α、β與懸浮力之間基本關系式為：

α=Kp(Fα*-Fα)+Ki∫(Fα*-Fα)dtβ=Kp(Fβ*-Fβ)+Ki∫(Fβ*-Fβ)dt---(3)]]>

式中K_p、K_i分別比例運算和積分運算系數，懸浮力F_α、F_β為步驟1.2)中得到的懸浮力觀測值，為轉子位移給定值與估算值的偏差經PID調節器后得到懸浮力參考值；依據式(3)，可得轉子兩軸方向上徑向位移的觀測值。