基于改进电压模型无轴承同步磁阻电机转子位移估计方法

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1、电气传动2012年第42卷第3期ELECTRICDRIVE2012Vo1．42No．3基于改进电压模型的无轴承同步磁阻电机转子位移估计方法张汉年，孙刚，刘合祥(1．南京信息职业技术学院电子信息学院，江苏南京210046；2．东南大学电气工程学院，江苏南京210096)摘要：为缩短无轴承同步磁阻电机轴向长度，降低包含位移传感器在内的系统总成本，拓宽无轴承同步磁阻电机的应用领域，需去除电机的转子径向位移传感器。采用改进电压模型的反电动势积分方法对电机悬浮绕组磁链进行观测，进而设计转子位移估计器，建立了电机的无位移传感器控制系统。仿真和实验结果表明该方

2、法能有效估计转子位移，可实现转矩扰动时无轴承同步磁阻电机的稳定悬浮运行。关键词：无轴承同步磁阻电机；电压模型；磁链观测；位移估计中图分类号：TM35文献标识码：ARotorDisplacementsEstimationMethodBasedonModifiedVoltageModelforBearinglessSynchronousReluctanceMotorZHANGHan—nian，SUNGang，LIUHe—xiang(1．SchoolofElectronicandInformation，NanjingCollegeofInformati

3、onTechnology，Nanjing210046，Jiangsu，China；2．SchoolofElectricalEngineering。SoutheastUniversity，Nanjing210096，Jiangsu，China)Abstract：InordertOdecreasetheshaftlengthofbearinglesssynchronousreluctancemotor，tOreducethetotalcostofthesystemincludeddisplacementsensorsandtOexpandtheapp

4、licationfieldsforthemotor，SOtherotordisplacementsensorsshouldbecanceled．Aback—EMFintegrationcombinedwithmodifiedVOltagemodelwasusedforestimatingthefluxinthesuspensionwinding，SOtherotordisplacementsestimatorwasdesigned，andthedisplacementssensorlesscontrolsystemofthemotorwasset

5、up．Simulationandexperimentresultsverifythattheproposedmethodcantracktherotordisplacementseffectively，furthermore，thestablesuspen—sionoperationisrealizedunderconditionofloaddisturbance．Keywords：bearinglesssynchronousreluctancemotor；voltagemodel；fluxobserver；displacementsestima

6、—tion靠、转矩脉动低等优点[1]。1引言无轴承同步磁阻电机悬浮控制的关键环节是无轴承同步磁阻电机是一种高技术含量、高转子径向位移的精确检测，目前的方法大都是采附加值的新型特种电机，该电机可产生固有旋转用机械式电涡流位移传感器来获取转子径向位并能实现稳定悬浮。无轴承同步磁阻电机具有一移]。但采用位移传感器带来的缺陷主要有：增系列突出的优点：低噪声、低功耗、高转速、免润大电机及其系统的复杂程度和体积，同时降低电滑、高洁净等，具有广泛的应用前景，在数控精密机的可靠性；位移传感器增大系统的成本，而且对机床驱动、飞轮储能发电系统、家用电器、工业机安装条

7、件和使用环境要求严格，制约电机的推广器人控制等电力传动领域极具应用价值。与永磁应用。型、感应型、开关磁阻型等其他类型的无轴承电机基于电压模型的磁链观测方法在普通交流电相比，无轴承同步磁阻电机具有控制简单、坚固可机无速度传感器控制中获得成功应用口]，但该方基金项目：南京信息职业技术学院重点科研项目(YKJ10-006)作者简介：张汉年(1975一)，男，硕士，讲师，工程师，Email：zhanghannian@yahoo．corn．cn52张汉年，等：基于改进电压模型的无轴承同步磁阻电机转子位移估计方法电气传动2012年第42鲞三塑法在电机低速时性

8、能不佳，而无轴承电机一般应磁链值，经直角／极坐标变换后，获得合成用于高速领域，因此该方法较适用于无轴承电机，后的磁链幅值。和角度，其变换