[发明专利]无轴承永磁同步电机转矩脉动抑制控制器及其构造方法

权利要求书

1.一种无轴承永磁同步电机转矩脉动抑制控制器，其特征在于，包括转矩控制器(1)、悬浮力控制器(2)、电流传感器(16)、光电编码器(18)、电涡流位移传感器一(19)和电涡流位移传感器二(30)；

所述转矩控制器(1)通过转矩脉动抑制控制器(31)生成逆变器开关信号，结合电压U_DC^*生成无轴承永磁同步电机转矩绕组的电流，实现对无轴承永磁同步电机(17)转矩进行控制；

所述悬浮力控制器(2)用于生成逆变器开关信号，生成无轴承永磁同步电机悬浮力绕组的电流，实现对无轴承永磁同步电机(17)悬浮力进行控制；

所述电流传感器(16)用于采集无轴承永磁同步电机(17)转矩绕组的电流与悬浮力绕组的电流，并将转矩绕组的电流经过反馈到转矩控制器(1)中形成电流闭环，将悬浮力绕组的电流反馈到悬浮力控制器(2)中形成电流闭环；

所述光电编码器(18)连接无轴承永磁同步电机(17)，用于采集无轴承永磁同步电机(17)的实际转速n，并将实际转速n作为转矩控制器(1)的输入；

所述电涡流位移传感器一(19)和电涡流位移传感器二(30)连接无轴承永磁同步电机(17)，用于采集无轴承永磁同步电机(17)转子x轴方向与y轴方向的实际径向位移值x、y，将实际径向位移值x、y作为悬浮力控制器(2)的输入。

2.根据权利要求1所述的一种无轴承永磁同步电机转矩脉动抑制控制器，其特征在于，所述转矩控制器(1)由3个PI调节器、1个PARK变换模块、1个PARK逆变换模块、1个CLARK变换模块、1个空间脉宽调制模块SVPWM、1个电压源逆变器和转矩脉动抑制控制器(31)组成；将实际转速n与转速指令值n^*作差，得到差值，将该差值经过PI调节器调制后生成定子合成电流指令值i_s^*，将定子合成电流指令值i_s^*输入转矩脉动抑制控制器(31)，经过转矩脉动抑制控制器(31)得到交轴电流指令值i_Mq^*、直轴电流指令值i_Md^*和电压U_DC^*；交轴电流指令值i_Mq^*、直轴电流指令值i_Md^*分别与实际交轴电流i_Mq、实际直轴电流i_Md作差，所述实际交轴电流i_Mq、实际直轴电流i_Md是转矩绕组的电流经过CLARK变换模块和PARK变换模块处理得到的；将所得到电流的差值依次经过PI控制器、PARK逆变换模块和空间脉宽调制模块SVPWM后生成逆变器开关信号S_Ba、S_Bb、S_Bc，将逆变器开关信号S_Ba、S_Bb、S_Bc与电压U_DC^*输入到电压源逆变器，实现对无轴承永磁同步电机(17)转矩控制。

3.根据权利要求2所述的一种无轴承永磁同步电机转矩脉动抑制控制器，其特征在于，所述转矩脉动抑制控制器(31)包括1个判断模块、2个限幅模块、1个电流计算模块和1个PID调节器，所述电流计算模块对定子合成电流指令值i_s^*处理后，得到直轴电流初始指令值i_Mdc^*、交轴电流指令值i_Mq^*，所述直轴电流初始指令值i_Mdc^*经过限幅模得到直轴电流指令值i_Md^*；同时实际转速n与转速指令值n^*的差值经过PID调节器，调制后得到初始比例值k_c，经过限幅模块得到比例值k，将母线电压U_DC、比例值k输入判断模块(8)得到电压U_DC^*。