考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法、系统技术方案

本发明专利技术提供了一种考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法、系统，构建电机的瞬时电磁转矩数学模型、悬浮力数学模型和发电数学模型，由瞬时电磁转矩数学模型和悬浮力数学模型求出电动状态下悬浮电流的控制分量，由发电数学模型和瞬时电磁转矩数学模型求出发电状态下悬浮电流的控制分量。本发明专利技术同时考虑了电动状态时转矩电流续流与悬浮电流的耦合、发电状态时悬浮电流与励磁电流的耦合，且在电动状态、发电状态下均可以实时调整悬浮电流，实现两种状态下的电机稳定悬浮。实现两种状态下的电机稳定悬浮。实现两种状态下的电机稳定悬浮。

【技术实现步骤摘要】
考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法、系统


[0001]本专利技术属于数学建模
，具体涉及一种考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法、系统。

技术介绍

[0002]磁悬浮电机应用于飞轮电池中时，当飞轮系统处于电动状态下，对任一相绕组来说，该绕组作为转矩相关断后，其下一工作状态为悬浮相，此时该绕组的转矩电流续流会与其作为悬浮相时通入的悬浮电流存在耦合现象；当飞轮系统处于发电状态下，对任一相绕组来说，该绕组作为悬浮相工作一段时间后需要提前为发电状态提供励磁电流，此时该绕组悬浮电流会与励磁电流存在耦合现象。耦合现象会导致悬浮力出现脉动，使得磁悬浮电机悬浮状态的不稳定。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法、系统，解决耦合问题。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法，具体为：
[0006]构建电机的瞬时电磁转矩数学模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑电动/悬浮/发电耦合的磁悬浮电机精确建模方法，其特征在于：构建电机的瞬时电磁转矩数学模型，所述瞬时电磁转矩数学模型通过磁场储能对转子位置角求偏导数得到；构建电机的悬浮力数学模型，所述悬浮力数学模型由每相绕组的四个绕组产生的径向悬浮磁场能量变化量对气隙大小变化量求导得到；构建电机发电数学模型，所述电机发电数学模型为：其中U为发电输出电压，i
G
为励磁电流，R表示绕组电阻，ψ表示励磁磁链，t表示时间；根据瞬时电磁转矩数学模型求得四个绕组的转矩电流续流i
T
，将所述i
T
作为悬浮相通入的悬浮电流i
F
的偏置电流分量I1，根据悬浮力数学模型求出悬浮电流i
F
的控制电流分量i1，将所述i1作为电动状态下悬浮电流的控制分量；根据电机发电数学模型求得励磁电流i
G
，将所述i
G
作为悬浮相通入的悬浮电流i
F
的偏置电流分量I2，根据悬浮力数学模型求出悬浮电流i
F
的控制电流分量i2，将所述i2作为发电状态下悬浮电流的控制分量。2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机精确建模方法，其特征在于，所述瞬时电磁转矩数学模型具体为：其中，T为转矩，W1表示转矩相四个绕组产生的径向转矩磁场储能，θ表示转子位置角，J(θ)为电机转矩系数，i
M
为任一绕组的转矩电流，且i
M
＝i
T
。3.根据权利要求2所述的磁悬浮电机精确建模方法，其特征在于，所述径向转矩磁场储能W1为：其中：i1、i2、i3、i4为每相绕组中四个绕组的转矩电流，且i1＝i2＝i3＝i4；L1、L2、L3、L4表示任一相绕组中四个绕组的自感；M
αβ
为任一相绕组中四个绕组间的互感，α和β为绕组编号，α和β取值为1、2、3、4，且α≠β。4.根据权利要求3所述的磁悬浮电机精确建模方法，其特征在于，所述自感和互感满足：
其中：N为绕组匝数，P1、P2、P3、P4为每相绕组四个定子极下的气隙磁导，P为每相绕组四个定子极下的气隙总磁导，且P＝P1+P2+P3+P4。5.根据权利要求4所述的磁悬浮电机精确建模方法，其特征在于，所述气隙总磁导满足：其中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉坤，张晓，袁野，樊薇，王新迪，杨帆，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：