无轴承交替极永磁同步电动机位移自抗扰控制.pdf

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1、微铸’电棚20l4年第42卷第8期驱动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·0⋯一无轴承交替极永磁同步电动机位移自抗扰控制丁强，王晓琳，陈涛，贺鹏(1．南京工业职业技术学院，南京210023；2．南京航空航天大学，南京210016)摘要：无轴承交替极永磁同步电动机转子磁路采用交替极配置方式，使径向两自由度的悬浮机理有别于传统表贴式无轴承永磁同步电动机，实现了电机转矩与悬浮的内在解耦。以一台4对极无轴承交替极永磁同步电动机为例，研究了电机径向悬浮机理并推导了径向力数学模型，为径向位移控制策略的设计奠定了基础。为了实现电机径向位移高精度控制，提出电机

2、悬浮系统径向位移自抗扰控制策略，在径向力数学模型上详细分析和阐述了径向位移自抗扰控制的基本原理及其实现方式，最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。关键词：无轴承电机；交替极转子；径向位移控制；自抗扰控制中图分类号：TM351；TM341文献标志码：A文章编号：1004-7018(2014)08-0067-04DisplacementActiveDisturbanceRejectionControlforBearinglessConsequent--PolePMSMD，ⅣGQiang，ⅣGXiao—Zn，C册ⅣTao，HEPeng。(1．NanjingInstituteofIn

3、dustryTechnology，Nanjing210023，China；2．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Duetotherotoradoptsc0nsequent—polestructure，itleadstothedifferentlevitationprincipleofradialtwodegreesoffreedominbearinglessconsequent—polePMSMwhencomparedwiththetraditionalsurfacem

4、ountedrotorinbear—inglessPMSM．Inaddition，torquecontrolandlevitationcontrolhaveinherentdecouplingcharacteristicwhenusingconse—quent—polerotor．Inthispaper．abearinglessconsequent—polePMSMwithfourpole—pairswasstudiedandtheradiallevi—tationprincipleandmathematicalmodelofradiallevitationforcewereanal

5、yzedanddeducedrespectivelyforradialdisplace—mentcontrolstrategydesign．Inordertoachievehighprecisioncontrolofradialdisplacement，theactivedisturbancerejee—tioncontrolalgorithmwasintroducedinlevitationsystemradialdisplacementcontrolofthismachine．Basedonlevitationforcemathematicalmodel，theprinciple

6、andimplementationprocessofradialdisplacementactivedisturbancerejectioncon—trolwereelaborated．Finally，thespecificsimulationandexperimentresultsshowtheeffectivenessoftheproposedcontrolstrategy．Keywords：bearinglessmachine；consequent—polerotor；radialdisplacementcontrol；activedisturbancerejectioncon

7、—trol：。】；强性得以提高。O引言无轴承电机本质上是多输入多输出的强耦合、；无轴承电机技术将驱动与磁悬浮功能集成在同非线性受控对象，且电机悬浮系统运行过程中不可i辐一定子内，与磁轴承电机相比，无论结构还是控制系避免地要受到扰动的作用。诸如负载变化或转子质姿统都得到较大程度简化，从而在诸多领域具有特殊量不平衡等，都相当于在悬浮系统上施加未知扰动。i鹜应用价值]。传统表贴式转子无轴承永磁同步电为了保证电机稳定悬浮，通常采用PID控制对径向莱动机的径向两自由