[發明專利]單繞組無軸承磁通切換電機缺相鄰兩相轉子懸浮控制方法

有效

• 申請號: 202011461636.8
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112701984B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 周揚忠;劉汪彤;屈艾文;楊公德;鐘天云
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P27/08;H02P6/28
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種單繞組無軸承磁通切換電機缺相鄰兩相轉子懸浮控制方法。將六相繞組電流i_A～i_F經T₆變換，獲得轉矩平面α_Tβ_T坐標系電流i_αTi_βT及懸浮平面α_sβ_s坐標系電流i_αSi_βS；根據轉子位置角θ_r及i_αTi_βT計算轉矩平面d_Tq_T坐標系電流i_dTi_qT，并分別計算出偏置磁場懸浮力系數K_PMT及偏移角而后計算出懸浮電流系數矩陣M_{S_PMT}及其逆矩陣根據xy及其給定值x^*y^*經過xy偏移調節器，獲得xy懸浮力給定根據i_αTi_βT、K_PMT、及θ_r計算懸浮平面α_sβ_s坐標系電流給定利用矢量控制方法，獲得轉矩平面α_Tβ_T坐標系電流給定根據分別計算出剩余健康四相電流給定及中心點電流給定根據和實際電流i_Ci_Di_Ei_Fi_O，通過電流閉環控制輸出控制剩余四相健康橋臂及中心點橋臂的開關變量S_CS_DS_ES_FS_O，從而實現電機缺任意相鄰兩相容錯運行控制。

技術領域

本發明涉及一種單繞組無軸承磁通切換電機缺相鄰兩相轉子懸浮控制方法。

背景技術

無軸承磁通切換電機永磁體處于定子上，定子中的熱量很容易通過風冷、水冷或油冷方式迅速帶走，從而有效降低了永磁體因溫升引起的退磁風險；電機轉子采用磁懸浮方式運行于機械中心，避免了傳統機械軸承支撐帶來的機械摩擦、潤滑油污染等問題，有利于轉子高速運行。鑒于上述優點，所以無軸承磁通切換電機受到工業界及學術界的廣泛關注。

無軸承磁通切換電機定子繞組具有單繞組方式和雙繞組方式，由于單繞組方式中利用相同繞組中同時流過轉矩電流分量和懸浮電流分量，同時實現轉子的切向旋轉控制和徑向懸浮控制，避免了雙繞組方式對定子槽有限空間的競爭；功率變換器只有一套，驅動器簡潔；流過轉矩電流分量和懸浮電流分量的比例可以任意分配，有利于充分利用繞組截面積。所以單繞組無軸承磁通切換電機驅動系統具有很大的應用價值。

當功率變換器橋臂或電機繞組連續出現兩相故障時，若采用容錯控制方法還能保證轉子懸浮運行將極大增強轉子懸浮運行的可靠性。當定子繞組采用星型連接方式且無中心點引出時，對于六相單繞組無軸承磁通切換電機系統無故障時只有5個自由度可控，轉子切向旋轉和徑向懸浮控制占用了4個自由度；若缺一相后，還可以利用剩余的4個自由度恰好控制轉子懸浮旋轉。但若缺任意相鄰兩相后，剩余可控自由度只有3個，顯然不夠控制轉子切向旋轉和徑向懸浮所需的4個自由度的要求，如何實現電機容錯運行，這是一個亟待解決的科學問題！單繞組無軸承磁通切換電機中轉矩電流分量和懸浮電流分量同時流過相同的繞組中，這就導致繞組缺失兩相后，同時極大影響到轉子切向旋轉和徑向懸浮控制的穩定性。

為此，本發明提出一種六相單繞組無軸承磁通切換電機缺任意相鄰兩相轉子懸浮運行控制方法。

發明內容

本發明的目的在于解決六相單繞組無軸承磁通切換電機缺任意相鄰兩相情況下轉子穩定懸浮運行難題，提供一種單繞組無軸承磁通切換電機缺相鄰兩相轉子懸浮控制方法。