[發明專利]無軸承磁通切換電機低速及零轉速轉子徑向位移觀測方法

有效

• 申請號: 201811077436.5
• 申請日: 2018-09-15
• 公開（公告）號: CN109039174B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 周揚忠;林碧云;鐘天云;屈艾文
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P21/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種無軸承磁通切換電機低速及零轉速轉子徑向位移觀測方法,其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1:在電機轉子處于徑向懸浮和切向旋轉控制狀態下，同時在六相繞組空間對稱繞組中注入反相位的高頻電流i_h，具體形式如下：

i_h＝I_msin(ω_ht) (1)

步驟S2:檢測A、D、C、F相繞組端電壓u_A、u_D、u_C、u_F；

步驟S3:利用中心頻率為ω_h的帶通濾波器對采樣的A、D、C、F相繞組端電壓u_A、u_D、u_C、u_F進行帶通濾波，獲得對應頻率ω_h的A、D、C、F相繞組端電壓高頻分量u_Ah、u_Dh、u_Ch、u_Fh；

步驟S4:根據公式(2),計算出A、D相高頻端電壓之和u_ADh及C、F相高頻端電壓之和u_CFh：

步驟S5:將單位余弦函數s_u＝cos(ω_ht)及A、D相高頻端電壓之和u_ADh通過乘法器處理，輸出u_ADh·s_u；將單位余弦函數s_u＝cos(ω_ht)及C、F相高頻端電壓之和u_CFh通過乘法器處理，輸出u_CFh·s_u；

步驟S6:將u_ADh·s_u、u_CFh·s_u分別通過低通濾波器處理，輸出u_ADh·s_u，u_CFh·s_u的AD相高頻端電壓之和的幅值u_eLADh、CF相高頻端電壓之和的幅值u_eLCFh如下：

步驟S7:采用的計算公式(4),將u_eLADh、u_eLCFh變換到αβ坐標系中，得到AD相高頻端電壓之和的幅值、CF相高頻端電壓之和的幅值在αβ坐標系中的分量u_eLα、u_eLβ

步驟S8:采用計算公式(5)，根據u_eLα、u_eLβ計算得到轉子徑向偏移Δx、Δy

步驟S9:將轉子切向旋轉和徑向懸浮控制算法中需要的轉子徑向位移,用計算得到的轉子徑向偏移Δx、Δy代替，實現轉子無徑向位移懸浮控制。

2.根據權利要求1所述的一種無軸承磁通切換電機低速及零轉速轉子徑向位移觀測方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：

六相定子繞組中同時流過轉矩電流、懸浮電流及注入的高頻電流i_h，即：

且在控制中保證對稱繞組中流過相同的懸浮電流即：

六相中流過對稱的轉矩電流

3.根據權利要求1所述的一種無軸承磁通切換電機低速及零轉速轉子徑向位移觀測方法，其特征在于：提供一系統硬件結構，包括整流電路、濾波電容、六相逆變器、無軸承磁通切換電機、繞組電流采集電路、繞組電壓采集電路、隔離驅動、中央控制器、人機接口。