無速度傳感器的無軸承異步電機定子磁場定向控制的研究.pdf

1、無軸承電機是一種集驅(qū)動和自懸浮功能于一體的新型磁懸浮電機。與傳統(tǒng)磁懸浮電機懸浮機理不同，它利用磁軸承結構和交流電機定子結構的相似性，把電樞繞組和懸浮控制繞組共同繞制在電機的定子上，利用懸浮繞組產(chǎn)生的磁場來改變電機內(nèi)氣隙磁場的分布，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的懸浮工作。該電機自20世紀90年代提出以來，目前已逐步成為交流電機領域一個新的研究熱點。 無軸承異步電機是一個強耦合、非線性多變量復雜系統(tǒng)，本文重點研究了無軸承異步電機的基礎理論，建立了數(shù)

2、學模型，研究了基于磁場定向的無軸承異步電機控制系統(tǒng)，對無軸承異步電機的無速度傳感器技術進行了研究，設計了數(shù)字控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容為： 首先，介紹了無軸承異步電機徑向懸浮力的產(chǎn)生原理，推導了徑向懸浮力和電機旋轉(zhuǎn)部分的數(shù)學模型。針對電機電磁轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力之間的耦合特性，提出了無軸承異步電機的定子磁場定向控制的解耦方法，設計了自適應磁鏈觀測器，低速時工作于I—ω法轉(zhuǎn)子磁鏈觀測模型，高速時工作于U—I模型，實現(xiàn)了全速范圍內(nèi)的磁鏈觀測。對

3、于懸浮繞組采用了懸浮力反饋控制系統(tǒng)，將從位置PID控制器得到的徑向懸浮力和由偏心引起的單邊磁拉力反饋結合起來，得到實際作用的徑向控制力。對于徑向力繞組采用了d軸電流直接求解的控制策略。利用Matlab/simulink工具對這種控制系統(tǒng)進行了仿真。仿真實驗表明這種控制系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮，而且基本實現(xiàn)了徑向懸浮力和旋轉(zhuǎn)力矩之間的解耦。 其次，提出了一種基于擴展卡爾曼濾波器的無軸承異步電機矢量控制系統(tǒng)，構成了無速度傳感器無