[发明专利]考虑电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向逆解耦方法

摘要

本发明公开了考虑电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向逆解耦方法，引入转矩绕组电流动态微分方程，考虑转子不平衡单边电磁拉力影响，建立无轴承异步电机的定子磁链定向原系统和逆系统的动态数学模型，通过逆系统解耦方法，把逆系统串接在原系统之前，系统被动态解耦为四个线性子系统：α和β两个径向位移二阶线性子系统、一个定子磁链一阶线性子系统、一个转速二阶线性子系统。本发明在考虑转矩绕组定子电流动态影响的基础上，对无轴承异步电机进行定子磁链定向逆系统动态解耦，可有效避免转子参数对解耦性能的影响，省去原系统的定子电流闭环和逆系统的负载转矩辨识环节，简化了系统结构，提高了系统解耦性能。

主权项

一种考虑电流动态的无轴承异步电机定子磁链定向逆解耦方法，其特征在于，该逆解耦方法是将定子磁链定向逆系统串接在定子磁链定向原系统之前，使无轴承异步电机系统动态解耦为四个线性子系统：α和β两个径向位移量的二阶线性子系统、一个定子磁链的一阶线性子系统、一个转速ω的二阶线性子系统，定子磁链定向原系统的输出量包括径向位移量α和β、定子磁链、及转速ω，径向位移量α和β的二阶导数和、定子磁链的一阶导数、及转速的二阶导数作为定子磁链定向逆系统的输入量，定子磁链定向逆系统的输出量作为定子磁链定向原系统的输入量，分别为悬浮绕组的d轴电流分量和q轴电流分量、转矩绕组的d轴电压分量和q轴电压分量，其中，所述定子磁链定向原系统的动态数学模型为：，式中，定义原系统的输入量为，系统状态变量为，系统输出变量为，、分别为转矩绕组定子电流的d、q轴分量，、分别为悬浮绕组定子电流的d、q轴分量，为转矩系统定子磁链，ω为转子旋转角频率，是由电机结构决定的磁悬浮力系数，m为转子质量，、分别为转矩系统在dq坐标系中的定、转子漏感，为电机结构决定的径向位移刚度系数，，，，为转矩绕组定子电阻，为转矩绕组转子电阻，为dq坐标系中的等效两相转矩绕组的自感，为dq坐标系中的等效两相转子绕组自电感，为转矩绕组的磁极对数，J为转动惯量，为负载转矩；所述定子磁链定向逆系统的动态数学模型为：，式中，取逆系统的输入量为。