【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力传动控制设备，是一种永磁辅助无轴承同步磁阻电机的无速度传感器构造方法，适用于永磁辅助无轴承同步磁阻电机的高性能控制。
技术介绍
1、无轴承同步磁阻电机是一种结构和原理均新颖独特的交流同步磁阻电机，通过在定子槽内嵌入极对数相差1的两套绕组：转矩绕组和悬浮绕组，并通过控制两套绕组中的电流大小，同时产生电磁转矩和径向悬浮力，实现转子的稳定悬浮和旋转。永磁辅助无轴承同步磁阻电机(permanent magnet assisted bearingless synchronous reluctancemotor，pma-bsynrm)是在无轴承同步磁阻电机的基础上，通过在转子磁障上添加永磁体，来提高电机的功率密度和转矩密度，增强了弱磁调速能力，具有高速度、高精度、高效率和免维护等优点，进一步拓宽了无轴承同步磁阻电机的应用范围，在电气传动领域极具竞争力。
2、实现pma-bsynrm转子稳定运行的关键在于对转子位置和径向位移的精确检测。目前对于转子位置检测通常采用的是光电编码盘，通过光电编码盘经过转速信号调理电路，实现对电机转速和转动方向的检测。但使用光电编码盘会带来不可避免的缺陷，主要包括本身受环境的影响较大，会影响测量转子位置时的精度，而且需要较为复杂的电路来处理输出信号，增加了电机运行控制的成本，限制了pma-bsynrm的推广与应用。
3、为了解决上述问题，采用脉振高频电压注入法，通过在无轴承同步磁阻电机的转矩绕组中注入脉动高频电压信号，利用电机空间凸级效应，实现对转子速度的有效预测，但转子速
4、因此，在使用无传感器控制技术的同时，如何设计结构简单、高精度、高准确度的无传感器控制系统已成为pma-bsynrm无传感器技术进一步发展亟需解决的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种永磁辅助无轴承同步磁阻电机无速度传感器构造方法，以解决现有永磁辅助无轴承同步磁阻电机无传感器控制系统结构复杂和精准度低的难题，减少电机控制成本，提高电机工作性能，更好地应用于电气传动领域。
2、为实现上述目的，本专利技术一种永磁辅助无轴承同步磁阻电机无速度传感器构造方法采用的技术方案是包括以下步骤：
3、步骤1)：由电流滞环pwm模块连接在永磁辅助无轴承同步磁阻电机的转矩子系统之前构成复合被控对象，电流滞环pwm模块的输入是dq坐标系下的两个电流差值
4、步骤2)：转矩子系统输出的三相绕组电流电压经信号转换模块后输出α-β坐标系下的两个电流电压imα/umα，imβ/umβ以及dq旋转坐标系下的两个电流imq/imd，电流imq与速度控制器输出的q轴电流分量作差得到所述的电流差值电流imd与给定的d轴电流分量作差得到所述的电流差值
5、步骤3)：所述的两个电流电压imα/umα，imβ/umβ经反电势观测器输出两个反电势估计值两个反电势估计值分别输入到isrf锁相环和自适应控制器中，自适应控制器输出自适应参数给isrf锁相环，srf锁相环得到电机估计角度实际转子位置角θe与电机估计角度之间的误差角度δθ以及电机估计角速度其中，λ为正常数，转子估计转速ωe为转子角速度，k1为滤波器宽带，kf为环路增益比例参数，kp和ki分别为比例和积分参数；
6、步骤4)：所述的电机估计角度和所述的误差角度δθ反馈给信号转换模块，电机估计角速度与给定的电机角速度ω*作比较后输入所述的速度控制器中；
7、步骤5)：由速度控制器、信号转换模块、反电势观测器、isrf锁相环和自适应控制器共同构成电机无速度传感器。
8、进一步地，所述的信号转换模块由clark变换、park变换以及park变换构成，clark变换将三相绕组电流电压imu/umu、imv/umv、imw/umw转换为α-β坐标系下的电流电压imα/umα和imβ/umβ，α-β坐标系下的电流imα和imβ输入park变换，α-β坐标系下的电流电压imα/umα和imβ/umβ输入park变换，park变换基于角度和电流imα，imβ转换为dq旋转坐标系下的电流imd和imq，park变换基于估计角度和电流电压imα/umα，imβ/umβ，转换为γ-δ旋转坐标系下的电流电压imγ/umγ和imδ/umδ，γ-δ旋转坐标系是与dq旋转坐标系相差δθ的坐标系。
9、所述的clark变换的变换式为n3为三相绕组每相有效匝数，n2为两相绕组有效匝数。
10、park变换的变换式为：park变换(53)的变换式为：
11、所述的反电势估计值反电势估计值ωc为正常数；s为拉式变换中的变换参数；emα，emβ为反电势实际值在α-β轴的分量。
12、进一步地，所述的转子角速度uδ为转矩绕组电压在δ轴的分量；rm为转矩绕组电阻；lmγ和lmδ为转矩绕组γ-δ轴的自感；ψ0为永磁体磁链；imγ和imδ为转矩绕组电流在γ-δ轴的分量；s为拉式变换中的变换参数。
13、所述的实际转子位置角ωc为正常数；s为拉式变换中的变换参数。
14、本专利技术采用上述技术方案后的优点在于：
15、1、本专利技术采用改进的基于同步参考坐标系锁相环(improved synchronousreference frame phase-locked loop，isrf-pll)技术来实现永磁辅助无轴承同步磁阻电机的无速度传感器控制，相比于有传感器控制系统，简化了控制系统，降低了控制系统的成本，克服了机械式传感器带来的参数测量不稳定等缺点。锁相环技术将频率或相位作为反馈误差调节形成闭环控制，可保证输入信号与输出信号的频率相等，相位差恒定，能完成高精度的转速闭环控制调节，而且结构简单，参数测量稳定，能够实现电机转速的精准测量。
16、2、本专利技术提出一种自适应控制器，能够根据相位偏差的大小动态地调整转速估计回路的增益，解决了传统srf锁相环在启动期间和发生较大的相位角跳跃时，会出现反电势估计值发生较大瞬态的问题；并且提出一种自适应增益pll环路系统，为pll环路系统中的pi控制器提供环路增益，能够让系统更快地响应。
17、3、本专利技术利用isrf锁相环从反电势中提取电机转速信号实现无传感控制，并且针对传统srf锁相环进行了改进，克服了其他无传感控制技术的诸多缺点，例如：脉振高频电压注入法利用电机空间凸级效应，实现对转子速度的有效预测，但转子速度预测的精准度受注入高频脉动电压影响较大，而且转子位置信号的检测与提取较为复杂；基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种永磁辅助无轴承同步磁阻电机无速度传感器构造方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：电流滞环PWM模块(3)由Park逆变换(31)、Clark逆变换(32)、电流滞环PWM(33)、逆变器(34)依次相连构成，电流滞环PWM模块(3)得到转矩绕组的dq旋转坐标系下的两个电流和后先经Park逆变换(31)得到α-β坐标系下的电流和再经Clark逆变换(32)输出三相电流电流滞环PWM33得到三相电流后输出三相直流电流iMa、iMb、iMc，逆变器(34)得到三相直流电流信号后输出三相绕组电流iMU、iMV、iMW，将三相绕组电流iMU、iMV、iMW信号输入到转矩子系统(4)。
3.根据权利要求2所述的构造方法，其特征是：所述的Park逆变换(31)的变换式为所述的Clark逆变换(32)的变换式为N3为三相绕组每相有效匝数，N2为两相绕组有效匝数。
4.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：所述的信号转换模块(5)由Clark变换(51)、Park变换(52)以及Park变换(53)构成，Clark变
5.根据权利要求4所述的构造方法，其特征是：所述的Clark变换(51)的变换式为N3为三相绕组每相有效匝数，N2为两相绕组有效匝数。
6.根据权利要求5所述的构造方法，其特征是：Park变换(52)的变换式为：Park变换(53)的变换式为：
7.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：反电势估计值反电势估计值ωc为正常数；s为拉式变换中的变换参数；eMα，eMβ为反电势实际值在α-β轴的分量。
8.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：所述的转子角速度uδ为转矩绕组电压在δ轴的分量；RM为转矩绕组电阻；LMγ和LMδ为转矩绕组γ-δ轴的自感；ψ0为永磁体磁链；iMγ和iMδ为转矩绕组电流在γ-δ轴的分量；s为拉式变换中的变换参数。
9.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：所述的实际转子位置角ωc为正常数；s为拉式变换中的变换参数。
...【技术特征摘要】
1.一种永磁辅助无轴承同步磁阻电机无速度传感器构造方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：电流滞环pwm模块(3)由park逆变换(31)、clark逆变换(32)、电流滞环pwm(33)、逆变器(34)依次相连构成，电流滞环pwm模块(3)得到转矩绕组的dq旋转坐标系下的两个电流和后先经park逆变换(31)得到α-β坐标系下的电流和再经clark逆变换(32)输出三相电流电流滞环pwm33得到三相电流后输出三相直流电流ima、imb、imc，逆变器(34)得到三相直流电流信号后输出三相绕组电流imu、imv、imw，将三相绕组电流imu、imv、imw信号输入到转矩子系统(4)。
3.根据权利要求2所述的构造方法，其特征是：所述的park逆变换(31)的变换式为所述的clark逆变换(32)的变换式为n3为三相绕组每相有效匝数，n2为两相绕组有效匝数。
4.根据权利要求1所述的构造方法，其特征是：所述的信号转换模块(5)由clark变换(51)、park变换(52)以及park变换(53)构成，clark变换(51)将三相绕组电流电压imu/umu、imv/umv、imw/umw转换为α-β坐标系下的电流电压imα/umα和imβ/umβ，α-β坐标系下的电流imα和imβ输入park变换(5...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。