[發明專利]一種磁通反向永磁直線電機的垂向力控制方法

有效

• 申請號: 201310278574.0
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103337998A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 趙文祥;劉虎;吉敬華;徐亮;劉國海
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種磁通反向永磁直線電機的垂向力控制方法，其特征在于步驟包括：

1)采用對麥克斯韋電磁力張量曲面積分的方法來得到直線電機Z方向上的電磁力即垂向力，再通過有限元仿真或壓力傳感器實測推得出磁通反向永磁直線電機的垂向力Ψ_d、Ψ_q分別為電機直,交軸磁鏈,為電機的漏磁系數,g為電機的氣隙，之后執行步驟2）；

2)確定由垂向力引起的摩擦力F_f＝BF_v，B為車輪滾動阻力系數，之后執行步驟3）；

3)根據既定附加電磁推力和附加的銅耗以及垂向力引起的摩擦力F_f建立輔助函數式h(id,iq,λ)=Pcu+Ff+λ[Fem-3πτ(ψdiq-ψqid)],]]>T為電機次級極距，R_s為初級繞組的電阻，λ為拉格朗日乘子，d軸電流i_d、q軸電流i_q，之后執行步驟4）；

4)將輔助函數分別對d軸電流i_d、q軸電流i_q和拉格朗日乘子λ求偏導數并令其為零，得出最優d軸電流

id=-b4a-12b24a2-2c3a+σ-12b22a2-4c3a-σ--b3a3+4bca2-8da4b24a2-2c3a+σ,]]>最優q軸電流iq=Fem2τ3π(ψd-lqid)]]>其

σ=23σ13aσ2+-4σ13+σ223+σ2+-4σ13+σ223323a,]]>σ₁＝c²-3bd+12ae，

σ₂＝2c³-9bcd+27ad²+27eb²-72ace，

a=27π3τ3(ld-lq)3(3Rs+3Bld2Λg)b=81π3τ3ψm(lq-ld)2(3Rs+7Bld-lqB4Λg)]]>

c=243π3τ3ψm2(lq-ld)(Blq-3Bld4Λg-Rs),]]>d=81π3τ3ψm2(Rs+5Bld-3Blq4Λg),]]>

e=27π2ψm3B4Λgτ2+9πτFem2(lq-ld)(Rs+Blq2Λg),]]>l_d為d軸電感,l_q為q軸電感，之后執行步驟5）；

5)根據附加控制切換器i_d＝a(e)i₁+{1-a(e)}i₂進行控制模式的切換，a(e)是切換因子，設v_s-v=e速度檢測，其v_s為給定速度，v為電機反饋速度，p為預設切換點值。當|e|>p，為啟動、制停和調速動態階段時，則a(e)=1，i₁=i_d=0，即用i_d=0的電流滯環矢量控制系統控制電機，不控制電機的垂向力;否則，為穩態運況時，a(e)=0，i₂=i_d，即用最優d軸電流控制電機，之后執行步驟6）；

6)對電流滯環矢量控制系統注入所述最優d、q軸電流，通過垂向力控制器在保持推力不變下對磁通反向永磁直線電機的垂向力Fv=34Λg[ψdid+ψqiq]]]>進行改變，本方法結束。