一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法，该控制系统包括位移测量单元、位移比较单元、位移调节单元、平动速度提取单元、平动速度比较单元、平动速度调节单元、悬浮电流测量单元、悬浮电流比较单元、悬浮电流调节单元和悬浮系统功率驱动单元。控制方法包括实时位移量与给定量比较后经位移调节器形成转子平动速度给定量，并将转子实时位移量经平动速度提取单元调节形成平动速度反馈量，将转子平动速度给定量与平动速度反馈量比较后经平动速度调节器形成悬浮绕组三相电流给定量，并与悬浮绕组的实时电流量比较后经悬浮电流调节器形成驱动开关信号驱动悬浮逆变器，用以注入所需悬浮电流，以提高悬浮系统动态性能和抗干扰性能。

Suspension control system and control method of bearingless alternating pole permanent magnet motor

【技术实现步骤摘要】
一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法
本专利技术涉及无轴承电机
，具体为一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法。
技术介绍
无轴承交替极永磁电机除具备传统无轴承电机无接触、无润滑以及无摩擦等优点意外，其进一步解决了传统无轴承永磁电机转矩输出与悬浮力输出间的设计妥协问题、悬浮力控制精度受转子磁场定向准确性影响的问题，因此在国防军工、航空航天、能源交通、机械加工等领域存在广泛应用前景。无轴承交替极永磁电机的悬浮系统目前均采用位移闭环和电流闭环的双闭环控制，然而，在一些对悬浮系统的动态性能及抗干扰性能存在要求高的应用场合(如伺服控制、卫星姿态调整等)，双闭环悬浮系统的控制性能还比较欠缺。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有无轴承交替极永磁电机控制中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法，具有较强的动态性能和抗干扰性能。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制方法，其包括：获取悬浮转子的实时位移量；将悬浮转子位移给定量与获取的悬浮转子的实时位移量做差，得到位移差；对得到的位移差转换，得到悬浮转子平动速度给定量；对悬浮转子的实时位移量调节转换，得到悬浮转子实际的平动速度反馈量；将悬浮转子平动速度给定量与悬浮转子实际的平动速度反馈量做差，得到平动速度差；对得到的平动速度差值调节转换得到悬浮绕组三相电流给定量；获取悬浮绕组的实时电流量；将悬浮绕组三相电流给定量与悬浮绕组的实时电流量做差，得到电流差；对电流差调节转换，得到驱动开关信号；产生驱动开关信号后，向无轴承交替极永磁电机的悬浮绕组注入悬浮电流。作为本专利技术所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制方法的一种优选方案，其中，所述得到悬浮转子平动速度给定量的具体步骤如下：将X方向位移差送入X方向位移调节器，得到悬浮转子X方向平动速度给定量；将Y方向位移差送入Y方向位移调节器，得到悬浮转子Y方向平动速度给定量。作为本专利技术所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制方法的一种优选方案，其中，所述得到悬浮转子实际的平动速度反馈量的具体步骤如下：将所述获取的悬浮转子X方向的实时位移量送入平动速度提取单元，获取悬浮转子X方向实际的平动速度反馈量；将所述获取的悬浮转子Y方向的实时位移量送入平动速度提取单元，获取悬浮转子Y方向实际的平动速度反馈量。作为本专利技术所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制方法的一种优选方案，其中，所述得到平动速度差的具体步骤如下：将悬浮转子X方向平动速度给定量与获取的悬浮转子的X方向的平动速度反馈量做差，得到X方向悬浮转子平动速度差；将悬浮转子Y方向平动速度给定量与获取的悬浮转子的Y方向的平动速度反馈量做差，得到Y方向悬浮转子平动速度差。作为本专利技术所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制方法的一种优选方案，其中，所述得到悬浮绕组三相电流给定量的具体步骤如下：对得到的X方向悬浮转子平动速度差送入X方向平动速度调节器，得到X方向悬浮电流给定量；对得到的Y方向悬浮转子平动速度差送入Y方向平动速度调节器，得到Y方向悬浮电流给定量；对所得X方向悬浮电流给定量和Y方向悬浮电流给定量送入Clark逆变换单元得到悬浮绕组三相电流给定量。一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统，其包括：位移测量单元，用于获取悬浮转子的实时位移量；位移比较单元，用于将悬浮转子位移给定量与获取的悬浮转子的实时位移量做差，得到位移差；位移调节单元，用于对得到的位移差转换，得到悬浮转子平动速度给定量；平动速度提取单元，用于对悬浮转子的实时位移量调节转换，得到悬浮转子实际的平动速度反馈量；平动速度比较单元，用于将悬浮转子平动速度给定量与悬浮转子实际的平动速度反馈量做差，得到平动速度差；平动速度调节单元，用于对得到的平动速度差值调节转换得到悬浮绕组三相电流给定量；悬浮电流测量单元，用于获取悬浮绕组的实时电流量；悬浮电流比较单元，用于将悬浮绕组三相电流给定量与悬浮绕组的实时电流量做差，得到电流差；悬浮电流调节单元，用于对电流差调节转换，得到驱动开关信号；悬浮系统功率驱动单元，用于获取驱动开关信号，向无轴承交替极永磁电机的悬浮绕组注入悬浮电流。作为本专利技术所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统的一种优选方案，其中，所述平动速度调节单元包括：平动速度调节器，用于对得到的平动速度差值调节转换得到悬浮电流给定量。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：通过无轴承交替极永磁电机的悬浮转子的实时位移量与给定量比较并转换形成悬浮转子平动速度给定量，并在此对悬浮转子的实时位移量调节转换形成实际的平动速度反馈量，将悬浮转子平动速度给定量与平动速度反馈量比较后转换形成悬浮绕组三相电流给定量，并与悬浮绕组的实时电流量做差转换形成驱动开关信号，使悬浮绕组注入悬浮电流向无轴承交替极永磁电机输出电流的控制方式，相对于传统的采用位移闭环和电流闭环的双闭环控制控制方式，具有较强的动态性能和抗干扰性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术的一种无轴承交替极永磁电机控制系统的控制原理框图；图2为本专利技术一种无轴承交替极永磁电机控制系统的整体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。本专利技术提供一种无轴承交替极永磁电机悬浮控制系统及控制方法，具有较强的动态性能和抗干扰性能。下面将结合图1和图2分别对无轴承交替极永磁电机的悬浮控制系统和无轴承交替极永磁电机的悬浮控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无轴承交替极永磁电机悬浮系统控制方法，其特征在于，包括：/n获取悬浮转子的实时位移量；/n将悬浮转子位移给定量与获取的悬浮转子的实时位移量做差，得到位移差；/n对得到的位移差转换，得到悬浮转子平动速度给定量；/n对悬浮转子的实时位移量调节转换，得到悬浮转子实际的平动速度反馈量；/n将悬浮转子平动速度给定量与悬浮转子实际的平动速度反馈量做差，得到平动速度差；/n对得到的平动速度差值调节转换得到悬浮绕组三相电流给定量；/n获取悬浮绕组的三相电流实时量；/n将悬浮绕组三相电流给定量与悬浮绕组的实时电流量做差，得到电流差；/n对电流差调节转换得到驱动开关信号；/n产生驱动开关信号后，向无轴承交替极永磁电机的悬浮绕组注入悬浮电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种无轴承交替极永磁电机悬浮系统控制方法，其特征在于，包括：
获取悬浮转子的实时位移量；
将悬浮转子位移给定量与获取的悬浮转子的实时位移量做差，得到位移差；
对得到的位移差转换，得到悬浮转子平动速度给定量；
对悬浮转子的实时位移量调节转换，得到悬浮转子实际的平动速度反馈量；
将悬浮转子平动速度给定量与悬浮转子实际的平动速度反馈量做差，得到平动速度差；
对得到的平动速度差值调节转换得到悬浮绕组三相电流给定量；
获取悬浮绕组的三相电流实时量；
将悬浮绕组三相电流给定量与悬浮绕组的实时电流量做差，得到电流差；
对电流差调节转换得到驱动开关信号；
产生驱动开关信号后，向无轴承交替极永磁电机的悬浮绕组注入悬浮电流。


2.根据权利要求1所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮系统控制方法，其特征在于，所述得到悬浮转子平动速度给定量的具体步骤如下：
将X方向位移差送入X方向位移调节器，得到悬浮转子X方向平动速度给定量；
将Y方向位移差送入Y方向位移调节器，得到悬浮转子Y方向平动速度给定量。


3.根据权利要求1所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮系统控制方法，其特征在于，所述得到悬浮转子实际的平动速度反馈量的具体步骤如下：
将所述获取的悬浮转子X方向的实时位移量送入平动速度提取单元，获取悬浮转子X方向实际的平动速度反馈量；
将所述获取的悬浮转子Y方向的实时位移量送入平动速度提取单元，获取悬浮转子Y方向实际的平动速度反馈量。


4.根据权利要求1所述的一种无轴承交替极永磁电机悬浮系统控制方法，其特征在于，所述得到平动速度差的具体步骤如下：
将悬浮转子X方向平动速度给定量与获取的悬浮转子的X方向的平动速度反馈量做差，得到X方向悬浮转子平动速度差；
将悬浮转子Y方向平动速度给定量与获取的悬浮转子的Y方...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁强，倪拓成，顾聪，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32