[发明专利]一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器

摘要

本发明公开一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器，用于无轴承永磁同步电机直接转矩和直接悬浮力控制，通过转矩绕组磁链观测器、直接转矩控制器、转矩绕组电压源逆变器对无轴承永磁同步电机转矩进行直接控制；通过悬浮力绕组磁链观测器、直接悬浮力控制器、悬浮力估算模型、悬浮力绕组电压源逆变器对无轴承永磁同步电机悬浮力进行直接控制，通过在将部分输入信号的一阶延时作为神经网络的输入，采用改进的BP神经网络设计了转矩绕组和悬浮力绕组的新型磁链观测器，能够较为精确的估算出转矩绕组的磁链大小和相位、转矩、悬浮绕组的磁链大小和相位，提高了控制系统的稳定性。

主权项

1.一种基于磁链观测器的无轴承永磁同步电机控制器，包括直接转矩控制器(3)、直接悬浮力控制器(4)、转矩绕组电压源逆变器(5)和悬浮力绕组电压源逆变器(7)，直接转矩控制器(3)输出的是开关信号S_1a、S_1b、S_1c，直接悬浮力控制器(4)输出的是开关信号S_2a、S_2b、S_2c，转矩绕组电压源逆变器(5)输出的是转矩绕组定子相电流i_1a、i_1b、i_1c，其特征是：直接悬浮力控制器(4)输出端分别连接悬浮力绕组电压源逆变器(7)和悬浮力绕组磁链观测(2)，悬浮力绕组电压源逆变器(7)的输出端分别连接无轴承永磁同步电机和悬浮力绕组磁链观测(2)的输入端，悬浮力绕组磁链观测器(2)输入的是悬浮力绕组定子相电流i_2a、i_2b、i_2c以及开关信号S_2a、S_2b、S_2c，观测出悬浮力绕组磁链幅值ψ_s2和相位λ，悬浮力绕组磁链观测(2)的输出端经悬浮力估算模型(6)连接直接悬浮力控制器(4)的输入端；直接转矩控制器(3)的输出端分别连接转矩绕组电压源逆变器(5)和转矩绕组磁观测器(1)的输入端，转矩绕组电压源逆变器(5)的输出端分别连接无轴承永磁同步电机和转矩绕组磁观测器(1)的输入端，转矩绕组磁观测器(1)的输出端分别连接悬浮力估算模型(6)和直接转矩控制器3的输入端，转矩绕组磁链观测器(1)输入的是转矩绕组定子相电流i_1a、i_1b、i_1c以及开关信号S_1a、S_1b、S_1c，观测出转矩绕组磁链幅值ψ_s1和相位θ、合成气隙磁链幅值ψ_m1和相位μ以及转矩T_e；悬浮力估算模型(6)根据合成气隙磁链幅值ψ_m1和相位μ以及悬浮力绕组磁链幅值ψ_s2和相位λ计算出悬浮力F_α和F_β。