[发明专利]一种磁通切换型磁悬浮永磁直线同步电机及其控制方法

摘要

本发明涉及一种磁通切换型磁悬浮永磁直线同步电机及其控制方法。将磁悬浮理论引入到磁通切换型永磁直线同步电机的设计及控制中，从电机本体结构优化与先进控制策略一体化综合分析，在电机设计时，保证电机永磁磁场产生的引力和电机动子的重力相平衡或者接近平衡，在控制中通过重力加速度传感器测量电机动子重力变化，通过对电机电流的励磁分量进行H∞鲁棒控制来实现对永磁磁场的増磁或去磁，使其直线电机的法向力（悬浮力）和电机动子重力平衡，消除电机运行中摩擦。在轨道交通等长定子应用场合，该电机既能集成直线感应电机，结构简单、成本低与永磁直线电机功率密度高、效率高，又能够从根本上解决运行中的摩擦问题。

主权项

一种磁通切换型磁悬浮永磁直线同步电机的控制方法，该电机包括有两个磁通切换型永磁直线同步电机，一个动子支撑壳体（6）、一个定子支撑（7）组成；每个磁通切换型永磁直线同步电机又都由长定子铁心（1）、动子铁心（2）、动子绕组（3）、永磁体（4）以及动子和定子之间的空隙，即气隙高度（5）组成；一个定子支撑（7）支撑着两个相同的长定子铁心（1），一个动子支撑壳体（6）连接两个相同的磁通切换型永磁直线同步电机的两个动子；定子支撑（7）上有滑道（8），动子支撑壳体（6）上有滑块（9）；动子支撑壳体（6）上安装动子铁心（2），动子铁心（2）里间隔着嵌着N极、S极永磁体（4），动子铁心（2）连同永磁体（4）外缠绕着动子绕组（3），其特征在于：该磁通切换型永磁直线同步电机无单独的悬浮绕组，仅有一套动子绕组（3）；通过坐标变换，将电机的数学模型变换到按永磁磁场定向的两相旋转坐标系下，对电机进行电流励磁分量id和电磁推力分量iq解耦，控制电流励磁分量id实现电机动子稳定悬浮，控制电磁推力分量iq实现磁通切换型磁悬浮永磁直线同步电机稳定运行。