基于內?？刂频臒o軸承異步電機解耦控制研究.pdf

1、無軸承電機是集轉矩控制繞組和懸浮控制繞組于一體,同時具備轉子旋轉和懸浮功能的新型電機,其獨特的結構設計和復雜的運行控制已成為高速、超高速電機領域研究的熱點。無軸承電機自問世以來,受到國內外專家學者的廣泛關注。無軸承異步電機以其結構簡單、運行可靠、功率密度大等優(yōu)勢,成為被研究最多的無軸承電機類型之一,在化工、醫(yī)療、機械加工制造、航空航天等超純凈和高速傳動領域有廣泛的應用前景。
　　 本文以無軸承異步電機為研究對象,著重研究了無軸承

2、異步電機的數(shù)學模型、控制策略及數(shù)字控制系統(tǒng)。主要研究工作如下:
　　 (1)闡述了無軸承異步電機的基本結構、工作原理和徑向懸浮力的產(chǎn)生機理。在此基礎上,推導了在兩相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型,建立了轉子運動方程。
　　 (2)針對無軸承異步電機電磁轉矩和徑向懸浮力相互耦合的特性,本文研究了結合轉矩控制繞組轉子磁場定向控制和懸浮控制繞組懸浮力獨立控制的控制策略。為了提高系統(tǒng)的解耦性能和抗干擾能力,提出了一種改進

3、型內模控制器,用于實現(xiàn)轉矩控制繞組定子電流解耦和懸浮控制繞組徑向懸浮力的穩(wěn)定控制。仿真結果表明,采用新型控制策略后系統(tǒng)具有較強的抗擾性和跟隨性,實現(xiàn)了轉子穩(wěn)定懸浮運行。
　　 (3)為實現(xiàn)無軸承異步電機電磁轉矩和徑向懸浮力的動態(tài)非線性解耦,本文在利用逆系統(tǒng)方法構建偽線性系統(tǒng)的基礎上,提出附加多內模切換控制器實現(xiàn)轉速、磁鏈和徑向位移子系統(tǒng)的閉環(huán)控制,提高了系統(tǒng)對模型參數(shù)及負載擾動的魯棒性。仿真結果驗證了該控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的動靜態(tài)性