[发明专利]一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器

权利要求书

1.一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器，包括直接转矩控制器(3)、直接悬浮力控制器(4)、转矩绕组电压源逆变器(5)和悬浮力绕组电压源逆变器(7)，直接转矩控制器(3)输出的是开关信号S_1a、S_1b、S_1c，直接悬浮力控制器(4)输出的是开关信号S_2a、S_2b、S_2c，转矩绕组电压源逆变器(5)输出的是转矩绕组定子相电流i_1a、i_1b、i_1c，直接悬浮力控制器(4)输出端分别连接悬浮力绕组电压源逆变器(7)和悬浮力绕组磁链观测(2)，悬浮力绕组电压源逆变器(7)的输出端分别连接无轴承永磁同步电机和悬浮力绕组磁链观测(2)的输入端，悬浮力绕组磁链观测器(2)输入的是悬浮力绕组定子相电流i_2a、i_2b、i_2c以及开关信号S_2a、S_2b、S_2c，观测出悬浮力绕组磁链幅值ψ_s2和相位λ，悬浮力绕组磁链观测(2)的输出端经悬浮力估算模型(6)连接直接悬浮力控制器(4)的输入端；直接转矩控制器(3)的输出端分别连接转矩绕组电压源逆变器(5)和转矩绕组磁观测器(1)的输入端，转矩绕组电压源逆变器(5)的输出端分别连接无轴承永磁同步电机和转矩绕组磁观测器(1)的输入端，转矩绕组磁观测器(1)的输出端分别连接悬浮力估算模型(6)和直接转矩控制器(3)的输入端，转矩绕组磁链观测器(1)输入的是转矩绕组定子相电流i_1a、i_1b、i_1c以及开关信号S_1a、S_1b、S_1c，观测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以及转矩T_e；悬浮力估算模型(6)根据合成气隙磁链幅值ψ_m1和相位μ以及悬浮力绕组磁链幅值ψ_s2和相位λ计算出悬浮力F_α和F_β，其特征是：转矩绕组磁链观测器(1)由第一Clark变换模块(10)、第一电压计算模块(11)、第一BP神经网络模块(12)、转矩绕组磁链幅值相位观测模块(13)和转矩观测模型(14)，转矩绕组定子组电流i_1a、i_1b、i_1c输入至第一Clark变换模块(10)，经Clark变换后得到两相静止坐标系下的电流分量i_1α、i_1β，转矩绕组直流电源电压U_1DC和开关信号S_1a、S_1b、S_1c输入至电压计算模块(11)，经过计算得到两相静止坐标系下的电压分量u_1α、u_1β；电流分量i_1α和电压分量u_1α分别进行一阶延时得到一阶延时电流和一阶延时电压一阶延时电流和一阶延时电压以及电流分量i_1β和电压分量u_1β共同作为第一BP神经网络模块(12)的输入，第一BP神经网络模块(12)的输出则为转矩绕组在两相静止坐标系的磁链分量ψ_s1α、ψ_s1β，BP神经网络模块(12)的输出端分别连接转矩绕组磁链幅值相位观测模块(13)和转矩观测模型(14)，转矩绕组磁链幅值相位观测模块(13)输出的是转矩绕组磁链幅值ψ_s1、相位θ、转矩绕组合成气隙磁链的幅值ψ_m1和相位μ，转矩观测模型(14)输出的是转矩T_e。