[发明专利]无轴承磁通切换电机低速及零转速转子径向位移观测方法

摘要

本发明涉及一种无轴承磁通切换电机低速及零转速转子径向位移观测方法，在空间对称绕组中注入反相位高频电流；利用检测的无轴承磁通切换电机（BFSM）相绕组电压，计算出相绕组的端电压高频分量；计算机械空间对称180度的两绕组端电压高频分量之和；把自然坐标系中的空间对称各对绕组端电压高频分量之和幅值变换至直角αβ坐标；根据αβ坐标系电压与转子径向位移Δx、Δy之间关系，观测出转子径向位移Δx、Δy。把观测的转子径向位移Δx、Δy反馈给转子径向悬浮和切向旋转控制环节即可实现转子悬浮于定子中心的控制。本发明在不增加电机及控制器制造成本基础上，利用电机本身绕组电压高频分量观测出转子径向位移。

主权项

1.一种无轴承磁通切换电机低速及零转速转子径向位移观测方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤S1:在电机转子处于径向悬浮和切向旋转控制状态下，同时在六相绕组空间对称绕组中注入反相位的高频电流i_h，具体形式如下：i_h＝I_msin(ω_ht)    (1)步骤S2:检测A、D、C、F相绕组端电压u_A、u_D、u_C、u_F；步骤S3:利用中心频率为ω_h的带通滤波器对采样的A、D、C、F相绕组端电压u_A、u_D、u_C、u_F进行带通滤波，获得对应频率ω_h的A、D、C、F相绕组端电压高频分量u_Ah、u_Dh、u_Ch、u_Fh；步骤S4:根据公式(2),计算出A、D相高频端电压之和u_ADh及C、F相高频端电压之和u_CFh：步骤S5:将单位余弦函数s_u＝cos(ω_ht)及A、D相高频端电压之和u_ADh通过乘法器处理，输出u_ADh·s_u；将单位余弦函数s_u＝cos(ω_ht)及C、F相高频端电压之和u_CFh通过乘法器处理，输出u_CFh·s_u；步骤S6:将u_ADh·s_u、u_CFh·s_u分别通过低通滤波器处理，输出u_ADh·s_u，u_CFh·s_u的AD相高频端电压之和的幅值u_eLADh、CF相高频端电压之和的幅值u_eLCFh如下：步骤S7:采用的计算公式(4),将u_eLADh、u_eLCFh变换到αβ坐标系中，得到AD相高频端电压之和的幅值、CF相高频端电压之和的幅值在αβ坐标系中的分量u_eLα、u_eLβ步骤S8:采用计算公式(5)，根据u_eLα、u_eLβ计算得到转子径向偏移Δx、Δy步骤S9:将转子切向旋转和径向悬浮控制算法中需要的转子径向位移,用计算得到的转子径向偏移Δx、Δy代替，实现转子无径向位移悬浮控制。