[发明专利]无轴承永磁同步电机的控制器和控制方法

权利要求书

1.无轴承永磁同步电机的控制方法，包括下列步骤：

步骤1.对无轴承永磁同步电机构造转矩绕组磁链和转矩观测器(10)，获取直接转矩控制所需的无轴承永磁同步电机转矩绕组磁链和转矩信息；

步骤2.形成直接转矩控制器(20)，直接转矩控制器(20)生成无轴承永磁同步电机转矩绕组控制电压源逆变器VSI(15)开关信号，驱动转矩绕组控制电压源逆变器VSI(15)对转矩绕组磁链和转矩进行直接控制；

步骤3.对无轴承永磁同步电机构造悬浮力绕组磁链观测器(30)，以获取悬浮力绕组磁链信息，由悬浮力估算模型(34)根据转矩绕组和悬浮力绕组磁链及相位μ在线估算出悬浮力；

步骤4.形成悬浮力直接控制器(40)，由悬浮力直接控制器(40)直接生成悬浮力绕组控制电压源逆变器VSI(35)开关信号，驱动逆变器对悬浮力绕组磁链和转子径向悬浮力进行直接控制；

步骤5.由直接转矩控制器(20)和悬浮力直接控制器(40)共同构成无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力直接控制器(50)，对电机转矩和径向悬浮力分别进行直接控制，实现了转矩和径向悬浮力之间独立控制。

2.根据权利要求1所述的无轴承永磁同步电机的控制方法，其特征是，上述步骤1中进一步包括采用坐标变换(11)、转矩绕组电压计算模块(12)、转矩绕组磁链观测模型(13)和转矩观测模型(14)组成的转矩绕组磁链和转矩观测器(10)。

3.根据权利要求1所述的无轴承永磁同步电机的控制方法，其特征是，上述步骤2中包括由两个PI控制器(24、25)、转矩绕组磁链和转矩观测器(10)、参考磁链生成模块(21)和转矩绕组控制空间矢量脉宽调制模块SVM(22)组成直接转矩控制器(20)；转矩绕组磁链和转矩观测器(10)在线计算出转矩绕组磁链幅值ψ_s1和相位θ、合成气隙磁链幅值ψ_m1和相位μ及电机转矩T_e，转速指令值ω^*和实时转速ω的比较差值经第一PI控制器(24)调制后生成转矩指令值T_e^*，T_e^*与转矩实时值T_e的比较差值经第二PI控制器(25)调制后生成转矩绕组磁链相位角增量Δδ，参考磁链生成模块(21)根据Δδ与转矩绕组磁链幅值指令值ψ_s1^*及实时磁链幅值ψ_s1和相位θ生成电压指令值U_α和U_β，再经空间矢量脉宽调制模块SVM(22)调制后生成转矩绕组控制电压源电压源逆变器VSI(15)开关信号，驱动转矩绕组控制电压源逆变器VSI(15)实现无轴承永磁同步电机直接转矩控制。

4.根据权利要求1所述的无轴承永磁同步电机的控制方法，其特征是，上述步骤3中进一步包括，采用坐标变换(31)、悬浮力绕组电压计算模块(32)和悬浮力绕组磁链观测模型(33)组成悬浮力绕组磁链观测器(30)。