无轴承无刷直流电机悬浮力的闭环控制方法和系统技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无轴承无刷直流电机的控制领域，具体而言涉及一种综合了无刷直流电机悬浮力特征和SVPWM (空间电压矢量调制)控制方法的特点，闭环控制无轴承无刷直流电机悬浮力的方法。
技术介绍
无刷直流电机是由电机本体和驱动器组成的，它结构简单紧凑，没有传统电机的电刷部分，转子部分使用永磁材料，通过对定子绕组通过相应顺序的电流可以使得转子正转或者反转。无刷直流电机的效率高，高效区域大，具有较高的功率和转矩密度，功率因数接近于I。同时无刷直流电机具有直流有刷电机的所有的优点，所以高效、宽调速范围、高能量比、稳态转速误差小的无刷直流电机在业界和高性能驱动领域有着强烈的需求。但随着应用层面的深入，传统机械轴承支承的无刷直流电机已不能满足高转速、高功率发展的需要，而磁悬浮轴承的研究克服了机械轴承带来的不足，利用磁场力悬浮于空间内，其具有无摩擦、无损耗、无需润滑剂、高精度、寿命长等多方面的优点，彻底改变了传统无刷电机的轴承支撑方式，结合了磁悬浮轴承的无刷直流电机可以实现高速高效率、无接触的运行，在医药、化工、军事、能源、机械工业等领域有着宽广的发展前景。目前无轴承无刷直流电机的研究才处于一个起步本文档来自技高网...

【技术保护点】
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、Δ...

【技术特征摘要】
1.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: 51: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△ X、y轴位移偏差Λ y,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 ； 52: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Θ 2，计算出当前的X、y轴的悬浮力Fx和Fy,并与步骤SI生成的X、y轴的给定控制悬浮力Fitx和Fity比较，得到悬浮力差值； 53:将悬浮力差值转化为在静止坐标系α β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Λ Tjrs2a、Δ Vs20 ； 54:将悬浮力控制绕组磁链差值Λ Vs2a、Δ Vs20离散为控制用电压空间矢量Us2a和Us2 055:根据SVPWM原理调制电压空间矢量Us2a和Us20，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Us2a和Us20和逆变器状态变量P，计算悬浮力控制绕组磁链Vs2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Vs2相关，通过调整磁链Vs2实现对悬浮力Fx和Fy幅值大小的控制；其中，相角02取决于转子旋转角Θ r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Θ ^有关； S7:重复步骤S2-S6实现悬浮力的闭环控制。2.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征是，所述步骤S2中x、y轴的悬浮力Fx和Fy悬浮力的计算公式为:3.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征是，所述步骤S3中悬浮力差值转化为在静止坐标系α β下的悬浮力控制绕组磁链差值的关系式为:4.无轴承无刷直流电机悬浮力的闭环控制系统，其特征是，该系统包括: 位移检测器，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭斐，李正明，张芊，盛碧琦，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：