[發明專利]基于SoC平臺的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制方法及系統

在審

• 申請號: 202211053389.7
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115333293A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 陳雨琴;孫建東;王兆杰
• 申請（專利權）人: 瑞納智能設備股份有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02K11/215;H02N15/00;H02P21/14;H02P21/22;F16C32/04
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 婁岳

1.基于SoC平臺的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制方法，所述SoC平臺包括通訊連接的第一處理器和第二處理器，其特征在于，所述第一處理器包括用于電機速度閉環控制的電機速度控制器和用于磁軸承位移閉環控制的磁軸承線圈位移控制器，所述第二處理器包括用于電機電流環控制的電機電流控制器和用于磁軸承電流環控制的磁軸承線圈電流控制器，所述磁軸承和電機一體化控制方法包括如下步驟：

電機轉速控制步驟：

在第一處理器中對電機反電勢過零信號進行處理得到電機當前轉速n，經過電機速度控制器計算后得到電機期望電流值I_E1；在第二處理器中將當前電機電流值I₁與電機期望電流值I_E1做差后輸入至電機電流控制器，并經過電壓空間矢量控制得到三相電機PWM控制信號P₁，根據三相電機PWM控制信號P₁對電機轉速進行控制；

磁軸承控制步驟：

在第一處理器中對磁軸承線圈位移信號進行處理得到當前磁軸承位移FD₀，將當前磁軸承位移FD₀與磁軸承期望位移FD_E做差后輸入至磁軸承線圈位移控制器，得到磁軸承線圈期望電流值I_E2；在第二處理器中將當前磁軸承線圈電流值I₂與磁軸承線圈期望電流值I_E2做差后輸入至磁軸承線圈電流控制器，并經過脈沖寬度調制后得到磁軸承線圈PWM調制信號P₂，根據磁軸承線圈PWM調制信號P₂對磁軸承進行懸浮。

2.根據權利要求1所述的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制方法，其特征在于，所述電機速度控制器向磁軸承線圈位移控制器傳輸轉速信號、電機故障信息，所述磁軸承線圈位移控制器向電機速度控制器傳輸懸浮狀態、軸承故障信息。

3.根據權利要求1或2所述的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制方法，其特征在于，所述第一處理器采用DSP模塊或ARM模塊，所述第二處理器采用FPGA模塊。

4.采用權利要求1所述方法的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制系統，其特征在于，包括：

第一處理器，所述第一處理器包括用于電機速度閉環控制的電機速度控制器和用于磁軸承位移閉環控制的磁軸承線圈位移控制器；

與第一處理器通訊連接的第二處理器，該第二處理器包括用于電機電流環控制的電機電流控制器和用于磁軸承電流環控制的磁軸承線圈電流控制器；

兩個電機反電勢過零信號檢測電路，其一用于向第一處理器輸入電機反電勢過零信號，得到電機當前轉速n；其二用于向第二處理器輸入當前電機電流值I₁；以及

兩個磁軸承線圈位移檢測電路，其一用于向第一處理器輸入磁軸承線圈位移信號，得到當前磁軸承位移FD₀；其二用于向第二處理器輸入當前磁軸承線圈電流值I₂。

5.根據權利要求4所述的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制系統，其特征在于，所述電機速度控制器的電機速度閉環控制具體為：

在第一處理器中對電機反電勢過零信號進行處理得到的電機當前轉速n，其經過電機速度控制器計算后得到電機期望電流值I_E1。

6.根據權利要求4所述的磁懸浮壓縮機磁軸承和電機控制系統，其特征在于，所述電機電流控制器的電機電流環控制具體為：

在第二處理器中將當前電機電流值I₁與電機期望電流值I_E1做差后輸入至電機電流控制器，并經過電壓空間矢量控制得到三相電機PWM控制信號P₁，根據三相電機PWM控制信號P₁對電機轉速進行控制。