[发明专利]无轴承同步磁阻电机解耦控制系统及其构造方法

摘要

本发明公开一种无轴承同步磁阻电机解耦控制系统及其构造方法，用于悬浮和转速控制；系统在应用时，首先构造向被控电机转矩绕组和悬浮绕组供电的扩展的SVPWM逆变器；然后构建磁场定向解耦模型，将该磁场定向解耦模型串接于扩展的SVPWM逆变器之前，以实现电机的解耦控制；最后设计扩展的闭环调节器对系统进行高性能闭环控制。本发明系统中扩展的闭环调节器和磁场定向解耦模型采用数字信号微处理器DSP实现，系统还包括位移和电流传感器、光电解码器用于获取DSP分析控制所需的电流、位移和转子位置角信号。本发明用于无轴承同步磁阻电机解耦控制，算法简单，性能优良。

主权项

一种无轴承同步磁阻电机解耦控制系统，其特征是，包括扩展的闭环调节器、磁场定向解耦模型和两个扩展的SVPWM逆变器，其中：扩展的闭环调节器由闭环调节器和一个单边磁拉力补偿模型组成；闭环调节器以转子两轴方向上的给定位移、检测位移、给定转速和检测转速为输入信号，输出转矩给定值和两个混合悬浮力分量；单边磁拉力补偿模型以转子两轴方向上的检测位移为输入信号，输出两个磁拉力补偿量；两个混合悬浮力分量与两个磁拉力补偿量相加求和，之后输出两个悬浮力分量的给定值，作为磁场定向解耦模型的输入信号；磁场定向解耦模型由一个转矩控制模型和一个悬浮力/电流调制器组成；其中转矩控制模型以电磁转矩给定值、气隙磁链给定值和电机转矩绕绕组的三相检测电流值为输入信号，输出转矩绕组的两相定子电流参考值到其中一个扩展的SVPWM逆变器中；悬浮力/电流调制器以磁链给定值和扩展的闭环调节器输出的两个悬浮力分量为输入信号，输出悬浮绕组的两相定子电流参考值到另一个SVPWM逆变器中；两个扩展的SVPWM逆变器分别用于向被控电机的转矩绕组和悬浮绕组供电；每个扩展的SVPWM逆变器由一个SVPWM逆变器、一个Park逆变换、一个Clark变换、一个积分器和两个PI调节器组成；其中积分器以电机转速检测值为输入信号，其输出信号同时作为Park逆变换和Clark变换的输入信号；同步旋转坐标下转矩绕组或悬浮绕组的两相电流给定值经Park逆变换后的输出信号，与转矩绕组或悬浮绕组的三相电流检测值经Clark变换后的输出信号相减求差，其结果作为PI调节器的输入信号，PI调节器输出两相电压参考值至SVPWM逆变器，然后由SVPWM逆变器向被控电机的转矩绕组或悬浮绕组供电，从而分别实现被控电机的转速调节和悬浮控制。