[发明专利]一种无轴承同步磁阻电机快速悬浮力控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种无轴承同步磁阻电机快速悬浮力控制方法及系统，通过基于转子位移参考值和转子位移检测值，得到合成悬浮力参考值；根据转矩绕组三相电流检测值和悬浮绕组三相电流检测值，得到合成悬浮力检测值；根据合成悬浮力参考值和合成悬浮力检测值，确定悬浮绕组合成电流参考值；根据转矩绕组两相电流检测值和悬浮绕组两相电流检测值，得到转矩角；根据悬浮绕组合成电流参考值和转矩角，得到悬浮绕组两相电流参考值；基于悬浮绕组两相电流参考值，得到悬浮绕组三相电流参考值；基于悬浮绕组三相电流参考值，控制滞环PWM逆变器向电机悬浮绕组注入对应电流，用以控制转子稳定悬浮，实现悬浮力快速响应控制和转子稳定悬浮。

技术领域

本公开涉及交流电机控制技术领域，尤其涉及一种无轴承同步磁阻电机快速悬浮力控制方法及系统。

背景技术

无轴承同步磁阻电机是一种交流特种电机，它与普通同步磁阻电机具有相同的转子结构，但定子绕组结构较为特殊，定子槽中安装了两套绕组：悬浮绕组和转矩绕组。两套绕组分别由两台逆变器供电，两套绕组产生的叠加磁场作用于转子，产生用于支承转子悬浮的可控悬浮力。

无轴承同步磁阻电机需要同步实现转子的稳定悬浮和可靠旋转，多任务协同控制引起转子悬浮力动态响应速度下降，增大了电机转子径向位移的波动范围，降低了转子悬浮的可靠性。因此，为进一步提高转子悬浮力响应速度和悬浮精度，突破悬浮系统响应慢的制约，需采用一些新的悬浮力控制方法。

发明内容

本公开提供了一种无轴承同步磁阻电机快速悬浮力控制方法及系统，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种无轴承同步磁阻电机快速悬浮力控制方法，所述方法包括：获取同步旋转d-q轴坐标下的转子位移参考值和转子位移检测值；基于所述转子位移参考值和所述转子位移检测值，得到合成悬浮力参考值；获取转矩绕组三相电流检测值和悬浮绕组三相电流检测值；根据所述转矩绕组三相电流检测值和所述悬浮绕组三相电流检测值，得到合成悬浮力检测值；根据所述合成悬浮力参考值和所述合成悬浮力检测值，确定悬浮绕组合成电流参考值；基于所述转矩绕组三相电流检测值和所述悬浮绕组三相电流检测值进行坐标转换，得到同步旋转d-q轴坐标下的转矩绕组两相电流检测值和悬浮绕组两相电流检测值；根据所述转矩绕组两相电流检测值和所述悬浮绕组两相电流检测值，得到转矩角；根据所述悬浮绕组合成电流参考值和所述转矩角，得到悬浮绕组两相电流参考值；基于所述悬浮绕组两相电流参考值进行坐标逆变换之后，得到悬浮绕组三相电流参考值；基于所述悬浮绕组三相电流参考值，控制滞环PWM逆变器向电机悬浮绕组注入对应电流，用以控制转子稳定悬浮。

在一可实施方式中，所述基于所述转子位移参考值和所述转子位移检测值，得到合成悬浮力参考值，包括：基于同步旋转d-q轴坐标下的所述转子位移参考值和同步旋转d-q轴坐标下的所述转子位移检测值之间的偏差，通过PID调节，获得同步旋转d-q轴坐标下悬浮力参考值；基于所述悬浮力参考值，经过合成运算，得到所述合成悬浮力参考值。

在一可实施方式中，所述根据所述转矩绕组三相电流检测值和所述悬浮绕组三相电流检测值，得到合成悬浮力检测值，包括：将所述转矩绕组三相电流检测值和所述悬浮绕组三相电流检测值经过Clark变换，获得两相静止坐标下转矩绕组电流检测值和两相静止坐标下悬浮绕组电流检测值；将所述两相静止坐标下转矩绕组电流检测值和所述两相静止坐标下悬浮绕组电流检测值经过Park变换，得到同步旋转d-q轴坐标下的转矩绕组两相电流检测值和同步旋转d-q轴坐标下的悬浮绕组两相电流检测值；基于所述转矩绕组两相电流检测值和所述悬浮绕组两相电流检测值，得到电机在同步旋转d-q坐标下的悬浮力d-q轴分量；基于悬浮力d-q轴分量，得到所述合成悬浮力检测值。

在一可实施方式中，所述根据所述合成悬浮力参考值和所述合成悬浮力检测值，确定悬浮绕组合成电流参考值，包括：基于所述合成悬浮力参考值和所述合成悬浮力检测值之间的偏差，经过PID调节后，得到悬浮绕组合成电流参考值。