无轴承无刷直流电机悬浮力的闭环控制方法和系统

摘要

无轴承无刷直流电机悬浮力的闭环控制方法，包括：检测转子在x、y轴的位移量，与给定位移量相比后得到x、y轴位移偏差，生成x、y轴的给定控制悬浮力；根据悬浮力控制绕组磁链、相角及电机的结构参数，计算出当前的x、y轴的悬浮力，并和x、y轴的给定控制悬浮力比较，得到悬浮力差值；根据悬浮力差值、转子旋转角、悬浮力控制绕组磁链的相角、转矩绕组气隙磁链和悬浮力控制绕组磁链ψs2，将悬浮力差值转化为在静止坐标系αβ下的悬浮力控制绕组磁链差值，求出当前所需的悬浮力控制绕组磁链差值分量；将悬浮力控制绕组磁链差值离散为控制用电压空间矢量；根据SVPWM原理调制电压空间矢量，形成PWM脉冲驱动逆变器。

主权项

无轴承无刷直流电机悬浮力的闭环控制方法，其特征是，该方法包括以下步骤：S1：检测转子在x、y轴的位移量，与给定位移量相比后得到x轴位移偏差Δx、y轴位移偏差Δy，并分别通过PID控制器，生成x、y轴的给定控制悬浮力F*x和F*y；S2：根据无轴承无刷直流电机的结构参数、悬浮力控制绕组的磁势F2和相角θ2，计算出当前的x、y轴的悬浮力Fx和Fy，并与步骤S1生成的x、y轴的给定控制悬浮力F*x和F*y比较，得到悬浮力差值；S3：将悬浮力差值转化为在静止坐标系αβ下的悬浮力控制绕组磁链差值，求出当前所需的悬浮力控制绕组磁链差值分量Δψs2α、Δψs2β；S4：将悬浮力控制绕组磁链差值Δψs2α、Δψs2β离散为控制用电压空间矢量us2α和us2β；S5：根据SVPWM原理调制电压空间矢量us2α和us2β，并以调制形成的PWM脉冲驱动逆变器；S6：根据SVPWM调制模块输出的电压空间矢量us2α和us2β和逆变器状态变量P，计算悬浮力控制绕组磁链ψs2及相角θ2，输出至悬浮力估算模块，因悬浮力控制绕组的磁势F2和磁链ψs2相关，通过调整磁链ψs2实现对悬浮力Fx和Fy幅值大小的控制；其中，相角θ2取决于转子旋转角θr和逆变器状态变量P，逆变器状态变量P的值与转子旋转角θr有关；S7：重复步骤S2‑S6实现悬浮力的闭环控制。