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专利号: 2013103361882
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无轴承同步磁阻电机转子偏心位移控制器的构造方法,所述偏心位移控制器由转速控制器(1)、转矩绕组气隙磁链估算模块(65)和偏心位移控制器(2)组成,转速控制器(1)由速度闭环调节器(70)、坐标变换(72)、CRPWM逆变器(73)、光电编码器(74)和速度计算模块(75)组成,速度闭环调节器(70)由PI控制器(71)组成,坐标变换(72)由Park逆变换和Clark逆变换组成,速度闭环调节器(70)、坐标变换(72)和第一CRPWM逆变器(73)依次串接,第一CRPWM逆变器(73)输出连接无轴承同步磁阻电机(3)输入,无轴承同步磁阻电机(3)经光电编码器(74)和速度计算模块(75)得到电机转子实际转速;偏心位移控制器(2)由位移闭环调节器(60)、悬浮力绕组电流计算模块(63)、第二CRPWM逆变器(64)、偏心位移传感器(58)和偏心位移计算模块(59)组成;位移闭环调节器(60)、悬浮力绕组电流计算模块(63)和第二CRPWM逆变器(64)依次串接,第二CRPWM逆变器(64)输出连接无轴承同步磁阻电机(3)输入,无轴承同步磁阻电机(3)经偏心位移传感器(58)和偏心位移计算模块(59)得到电机转子实际位移;转矩绕组气隙磁链估算模块(65)由U-I模型磁链观测器(66)和极坐标变换(69)组成,其特征是包括以下步骤:

1)用PI控制器(71)作为速度闭环调节器(70),与由一个Park逆变换和一个Clark逆变换串接组成的坐标变换(72)相串接,光电编码器(74)输出转子位置角 ,经过速度计算模块(75)得到转子实际转速 ,与转速给定值 一并输入至速度闭环调节器(70),由速度闭环调节器(70)得到转矩绕组交轴电流给定值 ,以转矩绕组交轴电流给定值 和转矩绕组直轴电流给定值 作为坐标变换(72)输入,得到三相转矩绕组电流命令值 、 、 ,经第一CRPWM逆变器(73)得到输入无轴承同步磁阻电机(3)的三相转矩绕组驱动电流 、 、 ;

2)U-I模型磁链观测器(66)以三相转矩绕组相电压 、 、 和相电流 、 、作为输入,经过Clark变换和极坐标变换(69)得到转矩绕组气隙磁链幅值 及相位 ;

将两个模糊PID控制器(61、62)组成位移闭环调节器(60),偏心位移传感器(58)对电机转子偏心位移进行采集,经过偏心位移计算模块(59)差分处理输出转子实际位移X、Y,与转子位移给定值X*、Y*一并输入到位移闭环调节器(60),得到转子稳定悬浮所需的径向悬浮力 、 ;

悬浮力绕组电流计算模块(63)以 六个变量作为输入,为转子偏心角度且 ,以三相悬浮力绕组电流命令值 、 、 为输出,输入第二CRPWM逆变器(64),得到输入无轴承同步磁阻电机(3)的三相悬浮力绕组驱动电流、 、 ;

悬浮力绕组电流计算模块(63)以 或以 为输入,利用关系式

得到三相悬浮力绕组电流命令值的幅值 及初始相位 , 和 为悬浮力常数,则无轴承同步磁阻电机转子稳定悬浮所需的三相悬浮力绕组电流命令值, ;

3)以转速给定值 为转速控制器(1)输入,以三相转矩绕组驱动电流 、 、 为转速控制器(1)输出,以转矩绕组三相相电压 、 、 和相电流 , , 为转矩绕组气隙磁链估算模块(65)输入,以转矩绕组气隙磁链幅值 及相位 为转矩绕组气隙磁链估算模块(65)输出,以转矩绕组气隙磁链幅值 及相位 、转子位移给定值X*,Y*和转子位置角 为偏心位移控制器(2)输入,以三相悬浮力绕组驱动电流 、 、 为偏心位移控制器(2)输出,构造无轴承同步磁阻电机转子偏心位移控制器。