[發明專利]無軸承無刷直流電機懸浮力的閉環控制方法和系統

無效

• 申請號: 201210580461.1
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103078562A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 譚斐;李正明;張芊;盛碧琦
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅

1.無軸承無刷直流電機懸浮力的閉環控制方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

S1：檢測轉子在x、y軸的位移量，與給定位移量相比后得到x軸位移偏差Δx、y軸位移偏差Δy，并分別通過PID控制器，生成x、y軸的給定控制懸浮力F^*_x和F^*_y；

S2：根據無軸承無刷直流電機的結構參數、懸浮力控制繞組的磁勢F₂和相角θ₂，計算出當前的x、y軸的懸浮力F_x和F_y，并與步驟S1生成的x、y軸的給定控制懸浮力F^*_x和F^*_y比較，得到懸浮力差值；

S3：將懸浮力差值轉化為在靜止坐標系αβ下的懸浮力控制繞組磁鏈差值，求出當前所需的懸浮力控制繞組磁鏈差值分量Δψ_s2α、Δψ_s2β；

S4：將懸浮力控制繞組磁鏈差值Δψ_s2α、Δψ_s2β離散為控制用電壓空間矢量u_s2α和u_s2β；

S5：根據SVPWM原理調制電壓空間矢量u_s2α和u_s2β，并以調制形成的PWM脈沖驅動逆變器；S6：根據SVPWM調制模塊輸出的電壓空間矢量u_s2α和u_s2β和逆變器狀態變量P，計算懸浮力控制繞組磁鏈ψ_s2及相角θ₂，輸出至懸浮力估算模塊，因懸浮力控制繞組的磁勢F₂和磁鏈ψ_s2相關，通過調整磁鏈ψ_s2實現對懸浮力F_x和F_y幅值大小的控制；其中，相角θ₂取決于轉子旋轉角θ_r和逆變器狀態變量P，逆變器狀態變量P的值與轉子旋轉角θ_r有關；

S7：重復步驟S2-S6實現懸浮力的閉環控制。

2.根據權利要求1所述的閉環控制方法，其特征是，所述步驟S2中x、y軸的懸浮力F_x和F_y懸浮力的計算公式為：

Fx=rhμ02leg2[4FfF2cos(θ2-2θr)+23F1F2sin(θ2-Pπ3)]]]>

Fy=-rhμ02leg2[4FfF2sin(θ2-2θr)+23F1F2cos(θ2-Pπ3)]]]>

其中，r為轉子半徑，h為轉子軸長，l_eg為定轉子等效氣隙長度，F₁為轉矩繞組的電流磁勢，F₂為懸浮力控制繞組的電流磁勢，F_f為永磁磁勢，θ₂為懸浮力控制繞組磁鏈的相角，θ_r為轉子旋轉角，θ_t為轉矩繞組磁密基波相位。