一种轴向分相混合励磁式磁悬浮电机控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轴向分相混合励磁式磁悬浮电机控制系统，本方案直接对电机的电磁转矩和悬浮力进行控制，省去了控制中间量所带来的控制延迟，有效地提高了电机的响应速度和运行性能，同时在转速控制环和径向位移控制环中，将传统的比例

【技术实现步骤摘要】
一种轴向分相混合励磁式磁悬浮电机控制系统


[0001]本专利技术涉及磁悬浮电机控制技术，具体涉及一种轴向分相混合励磁式磁悬浮电机控制系统。

技术介绍

[0002]由于传统的机械轴承存在着严重的摩擦损耗和发热问题，制约了电机的工作效率和高速运行性能，近年来兴起了对磁悬浮电机的研究。通过在电机定子上缠绕悬浮绕组，产生悬浮力，并通过对悬浮力的主动控制，实现电机无轴承、无摩擦稳定悬浮运行。由于无固定轴承，所以磁悬浮电机的转子不会固定在平衡位置，转子位置时刻发生偏移，同时悬浮力与电磁转矩之间存在耦合，影响了磁悬浮电机的悬浮性能稳定。
[0003]对于所涉及的轴向分相混合励磁式磁悬浮电机，类似于传统的开关磁阻电机，利用磁场中可移动部件企图使磁路磁阻最小的原理，即磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，从而因磁场的扭曲产生切向拉力，使得电机的结构简单，转子上没有任何形式的绕组。开关磁阻电机的转矩与电流极性无关，只需要单向的电流激励。开关磁阻电机转子的结构形式对转速限制小，可制成高转速电动机，而且转子的转动惯量小，在电流每次换相时又可以改变相匝转矩的大小和方向，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向分相混合励磁式磁悬浮电机控制系统，其特征在于，包括以下模块：位置传感器、位移传感器、转矩和悬浮力估计模块、二阶滑模控制器、滞环比较器、脉冲产生模块和功率变换器；所述位置传感器采集得到轴向分相混合励磁式磁悬浮电机转子实时位置角度θ，并通过对转子位置角度θ进行微分得到电机转速ω；所述位移传感器为八个电涡流位移传感器，其测量转子径向四自由度偏心位移(x
A
,y
A
,x
B
,y
B
)；所述转矩和悬浮力估计模块根据转子实时位置角θ和径向四自由度偏心位移(x
A
,y
A
,x
B
,y
B
)计算得到电机实时电磁转矩和悬浮力；所述二阶滑模控制器通过选取滑模函数和控制率，使得控制量的运动轨线到达滑动流形，并在未来时刻保持在该流形上；所述滞环比较器具有上下两个阈值U+和U
‑
，U+为滞环比较器的上阈值，U
‑
为滞环比较器的下阈值，当输入值Uin≥U+时，输出逻辑信号1，若此时Uin开始减小但仍大于U
‑
，则输出逻辑信号的值仍保持为1；当Uin≤U
‑
时，输出逻辑信号
‑
1，若此时Uin增大但仍小于U+，则输出逻辑信号的值仍保持为
‑
1；所述脉冲产生模块将前级的输入经过所设置的逻辑产生脉冲宽度调制信号，输出具有0和1两个值的信号，0控制开关管关断，1控制开关管导通；所述功率变换器由前级脉冲产生模块所产生的PWM脉冲控制其开关管的开通和关断，并输出预期电流控制电机的转速和径向位移。2.根据权利要求1所述的轴向分相混合励...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，孙玉坤，朱志莹，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
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