[发明专利]一种无轴承同步磁阻电机悬浮系统构造方法

权利要求书

1.一种无轴承同步磁阻电机悬浮系统构造方法，其特征是，包括以下步骤：

1)构建扩展的位移观测器，分别检测电机悬浮绕组和转矩绕组三相电流，经坐标变换后，得到同步旋转坐标下的两相电流，作为扩展的位移观测器的输入信号；扩展的位移观测器输出信号为静止坐标下的转子径向位移观测值和悬浮力的参考值；

2)建立扩展的悬浮力/电流调制器模型，扩展的位移观测器输出的悬浮力参考值作为扩展的悬浮力/电流调制器的输入信号；

3)构造内模控制器，将步骤2)中扩展的悬浮力/电流调制器输出的两个电流分量与步骤1)中的同步旋转坐标下的两相电流之间的偏差，分别送入内模控制器的两个输入端；内模控制器输出悬浮绕组的两相参考电压；

4)构造SVPWM逆变器，将步骤3)中内模控制器输出的定子电压给定值信号作为SVPWM电压源逆变器的输入参考信号，SVPWM逆变器输出实际需要的三相电压向悬浮绕组供电，产生电机转子所需的径向悬浮力，实现转子的稳定悬浮运行。

2.根据权利要求1所述的无轴承同步磁阻电机悬浮系统构造方法，其特征是，步骤1)中扩展的位移观测器包括PI自适应率、PID调节器、悬浮力观测器和Park逆变换；转子位移观测构建方法包括以下步骤：

11)构建悬浮力观测器：在同步旋转d、q坐标系下无轴承同步磁阻电机转子两垂直方向上的径向悬浮力分量F_x、F_y为：

Fx=Kdidix+KqiqiyFy=Kqiqix-Kdidiy---(1)]]>

式(1)构成悬浮力观测器的数学模型，式中K_d、K_q分别为电机d、q轴悬浮力/电流常数，i_d、i_q分别为转矩绕组等效两相电流，i_x、i_y分别为悬浮绕组等效两相电流；

1.2)将上述旋转坐标下的径向悬浮力分量F_x、F_y经Park逆变换转换成静止坐标下的分量F_α、F_β为：

FαFβ=cosθ-sinθsinθcosθFxFy---(2)]]>

1.3)构造PI自适应率：基于PI调节的PI自适应率的转子径向位移α、β与悬浮力之间基本关系式为：

α=Kp(Fα*-Fα)+Ki∫(Fα*-Fα)dtβ=Kp(Fβ*-Fβ)+Ki∫(Fβ*-Fβ)dt---(3)]]>

式中K_p、K_i分别比例运算和积分运算系数，悬浮力F_α、F_β为步骤1.2)中得到的悬浮力观测值，为转子位移给定值与估算值的偏差经PID调节器后得到悬浮力参考值；依据式(3)，可得转子两轴方向上径向位移的观测值。