[发明专利]单绕组无轴承磁通切换电机缺相邻两相转子悬浮控制方法

说明书

本发明涉及一种单绕组无轴承磁通切换电机缺相邻两相转子悬浮控制方法。将六相绕组电流i_A～i_F经T₆变换，获得转矩平面α_Tβ_T坐标系电流i_αTi_βT及悬浮平面α_sβ_s坐标系电流i_αSi_βS；根据转子位置角θ_r及i_αTi_βT计算转矩平面d_Tq_T坐标系电流i_dTi_qT，并分别计算出偏置磁场悬浮力系数K_PMT及偏移角而后计算出悬浮电流系数矩阵M_{S_PMT}及其逆矩阵根据xy及其给定值x^*y^*经过xy偏移调节器，获得xy悬浮力给定根据i_αTi_βT、K_PMT、及θ_r计算悬浮平面α_sβ_s坐标系电流给定利用矢量控制方法，获得转矩平面α_Tβ_T坐标系电流给定根据分别计算出剩余健康四相电流给定及中心点电流给定根据和实际电流i_Ci_Di_Ei_Fi_O，通过电流闭环控制输出控制剩余四相健康桥臂及中心点桥臂的开关变量S_CS_DS_ES_FS_O，从而实现电机缺任意相邻两相容错运行控制。

技术领域

本发明涉及一种单绕组无轴承磁通切换电机缺相邻两相转子悬浮控制方法。

背景技术

无轴承磁通切换电机永磁体处于定子上，定子中的热量很容易通过风冷、水冷或油冷方式迅速带走，从而有效降低了永磁体因温升引起的退磁风险；电机转子采用磁悬浮方式运行于机械中心，避免了传统机械轴承支撑带来的机械摩擦、润滑油污染等问题，有利于转子高速运行。鉴于上述优点，所以无轴承磁通切换电机受到工业界及学术界的广泛关注。

无轴承磁通切换电机定子绕组具有单绕组方式和双绕组方式，由于单绕组方式中利用相同绕组中同时流过转矩电流分量和悬浮电流分量，同时实现转子的切向旋转控制和径向悬浮控制，避免了双绕组方式对定子槽有限空间的竞争；功率变换器只有一套，驱动器简洁；流过转矩电流分量和悬浮电流分量的比例可以任意分配，有利于充分利用绕组截面积。所以单绕组无轴承磁通切换电机驱动系统具有很大的应用价值。

当功率变换器桥臂或电机绕组连续出现两相故障时，若采用容错控制方法还能保证转子悬浮运行将极大增强转子悬浮运行的可靠性。当定子绕组采用星型连接方式且无中心点引出时，对于六相单绕组无轴承磁通切换电机系统无故障时只有5个自由度可控，转子切向旋转和径向悬浮控制占用了4个自由度；若缺一相后，还可以利用剩余的4个自由度恰好控制转子悬浮旋转。但若缺任意相邻两相后，剩余可控自由度只有3个，显然不够控制转子切向旋转和径向悬浮所需的4个自由度的要求，如何实现电机容错运行，这是一个亟待解决的科学问题！单绕组无轴承磁通切换电机中转矩电流分量和悬浮电流分量同时流过相同的绕组中，这就导致绕组缺失两相后，同时极大影响到转子切向旋转和径向悬浮控制的稳定性。

为此，本发明提出一种六相单绕组无轴承磁通切换电机缺任意相邻两相转子悬浮运行控制方法。

发明内容

本发明的目的在于解决六相单绕组无轴承磁通切换电机缺任意相邻两相情况下转子稳定悬浮运行难题，提供一种单绕组无轴承磁通切换电机缺相邻两相转子悬浮控制方法。