考虑电流动态的无轴承异步电机定子定向逆闭环控制系统

摘要

本发明公开了考虑电流动态的无轴承异步电机定子定向逆闭环控制系统，包括考虑定子电流动态的定子磁链定向原系统、逆系统，以及四个调节器：两个位移调节器、一个磁链调节器及一个转速调节器，逆系统串接在原系统之前以解耦为四个线性子系统：α和β两个径向位移二阶线性子系统、一个定子磁链一阶线性子系统、一个转速二阶线性子系统，该四个线性子系统对应四个调节器，四个调节器分别对应连接到原系统的输出端和逆系统的输入端，构成逆解耦闭环控制系统。在考虑定子电流动态影响的基础上，本发明实现了可靠闭环解耦控制，省去了原系统的转矩绕组定子电流闭环和逆系统的负载转矩辨识环节，提高了系统控制性能。

主权项

一种考虑电流动态的无轴承异步电机定子定向逆闭环控制系统，其特征在于，该闭环系统包括考虑定子电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向原系统、考虑定子电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向逆系统以及四个调节器；所述四个调节器是两个位移调节器、一个磁链调节器及一个转速调节器，所述定子磁链定向逆系统串接在定子磁链定向原系统之前以解耦为四个线性子系统：α和β两个径向位移量的二阶线性子系统、一个定子磁链的一阶线性子系统、一个转速ω的二阶线性子系统，该四个线性子系统对应所述四个调节器，该四个调节器对应连接到定子磁链定向原系统的输出端和定子磁链定向逆系统的输入端，构成定子磁链定向逆系统解耦闭环控制系统；其中，所述考虑定子电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向原系统的数学模型为： ，式中，定义原系统的输入量为，系统状态变量为，系统输出变量为，、分别为转矩绕组定子电流的d、q轴分量，、分别为悬浮绕组定子电流的d、q轴分量，为转矩系统定子磁链，ω为转子旋转角频率，是由电机结构决定的磁悬浮力系数，m为转子质量，、分别为转矩系统在dq坐标系中的定、转子漏感，为电机结构决定的径向位移刚度系数，，，，为转矩绕组定子电阻，为转矩绕组转子电阻，为dq坐标系中的等效两相转矩绕组的自感，为dq坐标系中的等效两相转子绕组自电感，为转矩绕组的磁极对数, J为转动惯量,为负载转矩；所述考虑定子电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向逆系统的数学模型为：，式中，取逆系统的输入量为。