无轴承异步电机的定子磁链定向逆解耦控制系统

摘要

本发明提出一种无轴承异步电机的定子磁链定向逆解耦控制系统,包括定子磁链定向原系统、定子磁链定向逆系统以及四个调节器；所述四个调节器是转速调节器、磁链调节器及两个位移调节器，将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，使系统解耦为四个线性子系统：一阶转速子系统、一阶定子磁链子系统及α和β两个径向位移二阶子系统，四个线性子系统分别对应连接所述四个调节器，该四个调节器又分别连接到定子磁链定向逆系统，构成闭环控制系统。本发明在转矩系统定子磁链定向控制的基础上，对无轴承异步电机系统进行整体逆系统解耦控制，有效避免转子参数对电机控制性能的影响，提高了电机运行控制性能。

主权项

一种无轴承异步电机的定子磁链定向逆解耦控制系统，其特征在于，所述的定子磁链定向逆解耦控制系统包括无轴承异步电机定子磁链定向原系统、无轴承异步电机定子磁链定向逆系统以及四个调节器；所述四个调节器是一个转速调节器、一个磁链调节器及两个位移调节器，所述无轴承异步电机定子磁链定向逆系统串接在无轴承异步电机定子磁链定向原系统之前，并解耦为四个线性子系统：一个一阶转速子系统、一个一阶定子磁链子系统及α和β两个径向位移二阶子系统，该四个线性子系统分别对应连接所述四个调节器，该四个调节器又分别连接到无轴承异步电机定子磁链定向逆系统，构成闭环控制系统；其中，所述无轴承异步电机定子磁链定向原系统的数学模型为：，式中，定义原系统的输入控制量为，系统状态变量为，系统输出变量为，是转子的质量，是由电机结构决定的磁悬浮力系数，是由电机结构和电机磁场强度决定的径向位移刚度系数，是转矩系统在dq坐标系中的转子漏感，定义dq坐标系为转矩系统定子磁链定向坐标系，表示转矩绕组电压的d轴分量，为定子电阻，为转矩绕组的磁极对数，J为转动惯量，T_L为负载转矩；所述无轴承异步电机定子磁链定向逆系统的数学模型为：，式中，定义逆系统的输入量为。