[发明专利]一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统

摘要

一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，主要由Cuk升降压变换器、永磁无刷直流电动机、三相星型半桥、数字控制器、能耗单元等部件组成。系统通过位置检测装置将检测到的位置信号送入数字控制器，经数字控制器计算转换成PWM信号输出以控制Cuk升降压变换器的变压比、能耗单元和永磁无刷直流电动机换相及调速。本发明能够在不改变输入电压的情况下根据转速变化实时地对稳恒直流电源电压进行升降压变换以驱动永磁无刷直流电动机，通过三相星型半桥控制永磁无刷直流电动机换相，通过增大永磁无刷直流电动机输出力矩系数扩展磁悬浮反作用飞轮最大加速力矩，改善了系统动态性能，同时不增加总体功耗，对电能有限的航天器具有重要的应用价值。

主权项

1、一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：由稳恒直流电源(1)、Cuk升降压变换器(2)、能耗单元(3)、三相星型半桥(4)、永磁无刷直流电动机(5)、位置检测装置(6)和数字控制器(7)组成，稳恒直流电源(1)提供给Cuk升降压变换器(2)一个恒定电压，Cuk升降压变换器(2)后经能耗单元(3)、检测电阻R和三相星型半桥(4)接永磁无刷直流电动机(5)，Cuk升降压变换器(2)用于对稳恒直流电源(1)输出电压进行升降压变换，能耗单元(3)用于降速过程中的能耗制动，检测电阻R在三相星型半桥(4)与地之间，用于检测永磁无刷直流电动机绕组电流，通过三相星型半桥(4)对永磁无刷直流电动机(5)进行换相控制，位置检测装置(6)用于检测永磁无刷直流电动机(5)转子位置信号，将其送入数字控制器(7)，在数字控制器(7)中根据换相表产生PWM1～PWM3信号用于控制三相星型半控桥(4)，同时数字控制器(7)对永磁无刷直流电动机(5)绕组电流和Cuk升降压变换器(2)输出电压进行采样，并经转速调节和电流调节转换成PWM4信号和PWM5信号，其中PWM4信号用于控制能耗单元(3)，PWM5信号用于控制Cuk升降压变换器(2)的变压比，且随着永磁无刷直流电动机(5)转子转速的变化实时调整Cuk升降压变换器(2)变压比以控制永磁无刷直流电动机(5)的驱动电压。