[发明专利]基于随机位移逆的无轴承转子振动不平衡电流补偿方法

摘要

本发明公开一种基于随机位移逆的无轴承转子振动不平衡电流补偿方法，通过转子同步旋转变换和滤波处理，把转子径向位移动态分离为随机位移和不平衡位移，对随机位移进行零值给定闭环调节，把经随机位移调节器处理后的输出作为随机位移的加速度给定信号送入随机位移控制逆系统，得到随机位移控制电流给定信号，对不平衡位移进行零值给定闭环调节和前馈补偿，再经反转子同步旋转坐标变换和力/流变换处理，得到转子不平衡振动补偿控制电流给定信号，并与随机位移控制电流给定信号对应比较，获得合成磁悬浮控制电流给定信号，实现无轴承电机转子振动的不平衡电流补偿，提高无轴承电机转子不平衡振动控制效果。

主权项

一种基于随机位移逆的无轴承转子振动不平衡电流补偿方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)定义uv坐标系是随无轴承转子同步旋转的机械坐标系，αβ坐标系是静止正交机械坐标系，dq为转矩系统的磁场同步旋转正交坐标系；(2)取转子转速ωr的时间积分为转子机械位置角，根据不平衡位移随转速同频变化的特点，对转子径向位移信号α、β进行转子同步旋转坐标变换，再经低通滤波器，提取出uv坐标系中的转子不平衡位移直变量信号um、vm；(3)对um、vm进行反转子同步旋转坐标变换，得到αβ坐标系中的不平衡位移信号αm、βm，再将其与当前的转子径向位移信号α、β对应比较，得到静止αβ坐标系中的转子随机位移信号αs、βs，实现随机位移与不平衡位移的有效分解；(4)把αs、βs分别送入α轴和β轴随机位移调节器，经零值给定闭环调节，得到静止αβ坐标系中随机径向位移的加速度给定信号并分别作为随机位移控制逆系统的输入信号v1、v2，即取结合转矩系统气隙磁链的d轴和q轴分量ψ1d、ψ1q，通过随机位移控制逆系统的模型对v1、v2解耦得到随机位移控制电流给定信号即是不考虑转子不平衡振动补偿控制电流给定信号时的随机位移控制原系统d、q轴输入信号；(5)对转子不平衡位移直变量信号um、vm进行零值给定闭环调节得到不平衡激振力补偿信号，同时以径向位移刚度系数ks为前馈系数对um、vm进行前馈补偿，得到单边电磁力补偿信号，两者对应相差后，得到uv坐标系中的不平衡振动补偿控制力给定信号Fcu*、Fcv*；(6)对Fcu*、Fcv*进行反转子同步旋转坐标变换，得到静止αβ坐标系中的不平衡振动补偿控制力给定信号Fcα*、Fcβ*，用以控制转子的不平衡位移；(7)对Fcα*、Fcβ*进行力/流变换，得到转子不平衡振动补偿控制电流给定信号(8)在dq坐标系中，对随机位移控制电流给定信号和转子不平衡振动补偿控制电流给定信号对应进行比较，得到合成磁悬浮控制电流给定信号将该合成磁悬浮控制电流给定信号进行处理后输送到无轴承电机的磁悬浮控制绕组，完成无轴承电机转子振动的不平衡电流补偿。