无轴承异步电机

摘要： 针对无轴承异步电机转子质量不平衡振动问题,分析了无轴承异步电机不平衡振动产生原理,采用'旋转坐标+低通滤波'的方法将产生的不平衡振动位移前馈补偿到转子系统中.即从位移传感器中提取转子径向振动位移,将转子径向振动位移旋转变换到与转子同步旋转的坐标系上,再使变换后的信号通过一个一阶低通butterworth滤波器,获得与转子同步旋转的不平衡振动位移信号,不平衡振动位移信号在经过旋转坐标变换到静止坐标上,将获得的静止坐标系下的不平衡振动信号前馈补偿到经过反馈补偿后的转子不平衡振动位移上.搭建仿真模型,仿真结果验证了转子振动位移峰-峰值显著减小,且转子振动位移远小于气隙间隙,无轴承异步电机运行性能得以改善.

摘要： 为了实现对无轴承异步电机悬浮系统动态解耦控制,提出一种基于HJI理论无轴承异步电机悬浮系统滑模鲁棒控制方法.在悬浮系统建模时,将系统不确定性以及外界扰动考虑其中,并通过设计合适的滑模控制律满足HJI不等式鲁棒条件来确保控制系统的稳定性;最终,该方法实现无轴承异步电机悬浮系统动态解耦控制并提高了系统的稳定性和抗扰动性能.仿真和试验结果证明了该方法的有效性,能够实现两自由度无轴承异步电机径向悬浮力之间解耦控制.

摘要： 以改进电压模型转子磁链为基础,构建了无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统.MATLAB/Simulink仿真结果表明:与传统方法相比,所提出的改进电压模型转子磁链提高了转子磁链的观测精度;同时,基于无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统,在空载调速和加载情况下,辨识转速和实测转速具有很好的一致性,电机能够稳定悬浮运行,充分验证了所提方案的有效性.%Based on the improved voltage model rotor flux,a speed sensorless vector control of bearingless induction motor was constructed based on rotor-flux orientation.MATLAB/Simulink simulation results show that the improved voltage model rotor flux proposed improves the observation accuracy of the rotor flux.At the same time,based on the speed sensorless vector control of bearingless induction motor oriented by rotor-flux,the identified speed and the measured speed has a good consistency under the condition of no-load speed regulation and load,and the motor can be stable suspension operation,that verifies the effectiveness of the proposed scheme.

摘要： 为了提高无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统的精度,提出一种新型串联卡尔曼滤波器,通过将容易变化的电机参数作为待辨识状态向量增广到系统模型中,实现电机参数的在线计算,并将得到的参数值反馈到算法中实现电机转速的准确辨识,从而减小电机参数变化对转速估算精度的影响.通过采取三个扩展卡尔曼滤波器的串联结构降低系统模型矩阵的阶数,减小实际应用中数字芯片的计算负荷.通过仿真和实验对比了在电机参数变化时传统扩展卡尔曼滤波器和新型串联卡尔曼滤波器的估计转速误差,结果表明新型卡尔曼滤波器能有效减小参数变化对估计精度的影响,确保转子稳定悬浮运行.

摘要： 介绍了自抗扰控制器的结构和数学模型,以及自抗扰控制器在无轴承异步电机中的应用,包括转子磁链辨识模块、无速度传感器模块、速度转矩ADRC控制模块等,建立了基于ADRC的BIM控制系统.实验和仿真结果表明,将ADRC应用到无轴承异步电机系统中,系统的动态性能好,抗干扰能力强.

摘要： 基于传统卡尔曼滤波器的转速估计方法依赖于系统的精确数学模型,但目前通用的无轴承异步电机的数学模型是一个近似模型,针对该问题该文提出一种以实际转速为基准的改进的无轴承异步电机转速估算方案:首先,用残差归一化处理自动更新渐消因子并将其引入增益矩阵,以减小系统模型偏差对估算精度的影响,增强滤波器的稳定性;其次,用遗传算法自动更新噪声矩阵,使其具备补偿作用,再次优化转速估算精度,最终将估算精度控制在5 r/min左右,干扰误差控制在10 r/min左右,可有效应对建模误差和参数扰动对转速估算的影响,具备较高的鲁棒性和估算精度.最后,用dSPACE试验平台证明了所提方案的正确性和可行性,该研究为无轴承异步电机无速度传感器控制提供参考.

摘要： 为了实现无轴承异步电机转子径向位移的自传感检测,研究了一种基于高频信号注入法的转子位移估算方法.基于转矩绕组和悬浮绕组之间的互感变化规律,通过在转矩绕组注入脉振高频电压信号,提取悬浮绕组中的高频感应电流信号,再经解调处理,估算出转子的径向位移信号,并据此设计了转子径向位移估算器.最后,进行了无轴承异步电机无位移传感器控制系统的仿真实验和分析.该系统的仿真实验结果表明:可以实现转子径向位移的可靠估算,能在无径向位移条件下实现无轴承异步电机的稳定悬浮运行控制.

摘要： 针对PI控制难以满足负载扰动时无轴承异步电机高品质运行的要求,文中提出了一种滑模转速控制器和负载转矩扩展滑模观测器相结合的无轴承异步电机控制策略.该控制策略利用转速误差的积分环节,并将时变项引入滑模面,设计了滑模转速控制器.以负载转矩和电机转速为观测对象设计了扩展滑模观测器,将负载转矩观测值前馈补偿到滑模转速控制器中.仿真和实验结果表明,该控制策略可对负载转矩进行准确、快速追踪,有效抑制了系统的抖振,提高了系统的抗负载扰动能力和鲁棒性.

摘要： 针对无轴承异步电机(BIM)传统比例积分微分(PID)控制中存在最佳调节参数难以获得的问题,提出了一种基于反向传播神经网络(BPNN) PID控制新策略.在建立BIM数学模型的基础上,建立3层BPNN PID控制器,其控制算法综合了BPNN和增量式PID两部分,将转速、位移的给定值、测量值及两者的偏差输入BPNN,通过设定性能指标函数,按照梯度下降法修正网络的权值,实现对PID控制器参数的在线调整.仿真和实验结果均表明,该控制策略不仅能快速实现转子的稳定悬浮,而且启动超调小,突加负载后转子只发生微小抖动,相比于传统的PID控制系统具有更好的动、静态性能.

摘要： 针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为“扰动”,统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿.仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性.%Focusing on the decoupling control performance of the bearingless induction motor (BLIM) inverse system was decreased,which was caused by the parameters variation and varying load.Based on the RFOC inverse system decoupling control strategy,active disturbances rejection control (ADRC) was designed to replace the traditional PID controller.In the control scheme,the cross coupling items and the change of motor parameters and load in bearingless induction motor system were regarded as disturbance.An extended state observer (ESO) was used for estimation,and nonlinear state error feedback (NLSEF) controller was applied to compensate disturbance.The simulation results obtained with ADRC showed that the system had excellent dynamic decoupling performance and strong robustness to the change of motor parameters and load.

摘要： 无轴承异步电机是非线性、多变量和强耦合的系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制是电机稳定悬浮运行的关键.本文采用基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)阶α逆系统的方法对无轴承异步电机进行解耦控制.将用LS-SVM辨识出的无轴承异步电机逆系统与原系统串联,从而使复杂的非线性原系统解耦成四个独立的伪线性子系统——两个径向位移子系统、一个速度子系统和一个磁链子系统,然后根据线性系统理论进行系统综合.仿真试验研究表明,LS-SVM阶逆系统方法能够实现无轴承异步电机悬浮力和旋转力之间的动态解耦,控制系统具有良好的静态和动态性能.

摘要： 针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合的特点，本文将自抗扰控制器技术应用于无轴承异步电机的空间电压矢量调制的直接转矩控制（SVM-DTC）系统中，构建了基于自抗扰技术的无轴承异步电机SVM-DTC系统，通过对转子磁链的辨识，实现对定子磁链、气隙磁链的辨识,并用自抗扰控制器替代传统的PID调节器，解决了转速的超调问题。仿真结果表明，系统具有较好的动态性能，对负载扰动、电动机参数变化都有较强的鲁棒性。

摘要： 无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统，实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的成功解耦是电机稳定悬浮工作的关键。本文介绍了无轴承异步电机工作原理，建立了电机旋转部分和径向悬浮力部分的数学模型，构建了基于气隙磁场定向算法和转子磁场定向算法的矢量控制系统，并利用Matlab/Simulink工具箱对两种控制系统进行了仿真。仿真试验表明两种控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮，而且基本实现了径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦，最后根据仿真结果对两种磁场定向控制系统的性能进行了比较和分析。

摘要： 本文针对新型五自由度无轴承异步电机这一多变量、非线性、强耦合的系统,采用α阶逆系统的方法进行动态解耦控制。首先介绍五自由度无轴承异步电机的工作原理,分别给出混合磁轴承和无轴承异步电机的力学方程,并建立电机状态方程.然后根据状态方程分析系统的可逆性,应用α阶逆系统的方法实现悬浮力与旋转力之间、悬浮力之间的动态解耦.最后由线性综合方法设计系统模型的闭环控制器.仿真结果表明,系统具有良好的动态和静态性能。

摘要： 针对无轴承异步电机这一多变量、非线性、强耦合的系统,本文采用微分几何方法进行动态解耦控制。首先根据虚位移法建立无轴承异步电机径向悬浮力的数学模型和状态方程；然后介绍微分几何理论并通过恰当的坐标变换和非线性状态反馈将系统补偿成线性系统；最后采用滑模变结构控制理论来对完全线性化后的系统设计控制器,以使转子高精度稳定悬浮.仿真结果表明,系统具有良好的动态和静态性能。

摘要： 实现无轴承异步电机电磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制是其稳定悬浮工作的关键。本文介绍了无轴承异步电机基本工作原理,给出了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型,并采用转子磁场定向控制方法设计了无轴承异步电机矢量控制系统,利用Matlab对该控制系统进行了仿真.仿真试验表明该控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦控制,电机具有良好的动静态性能。

摘要： 无轴承电机是集成了径向磁轴承功能的高速电机,由于功率密度大、结构紧凑,它是大功率高速电机的发展趋势.本文利用有限元方法(FEM)分析了无轴承异步电机的磁场,给出了磁场分布图,利用气隙磁密的分布计算了作用于转子的径向力.研究表明,径向力绕组电流和径向力大小之间的关系受电机磁饱和的影响,可计算出最大径向力.本文形象地揭示了无轴承异步电机的径向力产生机理,为准确描述径向力的数学模型奠定了基础.

摘要： 针对无轴承异步电机复杂的多变量强耦合非线性系统,提出了利用电枢绕组气隙磁场定向原理,对电磁转矩和悬浮力进行解耦控制.为了满足其高精度的实时控制要求,本文以速度快、功能强的TMS320F240为核心,设计了一套双DSP数字化控制系统实验平台,详细介绍了其软硬件设计方案.并在此平台上对实验样机在恒速和升速过程中的悬浮情况进行了研究,结果表明该实验平台能够可靠地完成复杂的解耦控制算法,达到了悬浮控制所需的高精度要求.

摘要： 无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制是该电机稳定运行的前提.本文在研究电机磁悬浮机理的基础上,提出了利用气隙磁场定向控制来实现两者之间的动态解耦控制.仿真实验也证明该控制算法不仅能实现电机稳定的悬浮,而且使电机具有良好的调速性能.

摘要： 本发明公开一种无轴承交流异步电机无传感器控制器，包含有无轴承交流异步电机的无轴承交流异步电机控制系统的输出端分别连接3s/2s坐标变换模块和无速度传感器控制模块的输入端，3s/2s坐标变换模块的输出端连接无位移传感器控制模块的输入端，无位移传感器控制模块输出端连接无轴承交流异步电机控制系统第二个输入端，无速度传感器控制模块输出端分别连接无位移传感器控制模块以及无轴承交流异步电机控制系统第一个输入端；速度控制模块引入独立于转速的无功功率模型以及与转速有关的无功功率模型进行速度控制，转速识别的精度只受电压及电流的影响，通过无位移传感器控制模块，利用悬浮绕组电流与转子位移的关系实现对转子径向位移的精确估算。

摘要： 本发明公开了一种检测无轴承异步电机转速的无速度传感器构造方法，先对无轴承异步电机原系统构造内含转速子系统的数学模型，再建立内含转速子系统的无轴承异步电机转速左逆系统，然后采用静态神经网络加2个微分器S构成神经网络逆，对静态神经网络进行训练，调整并确定静态神经网络的各个权系数以实现无轴承异步电机转速左逆系统；最后将神经网络逆串接于无轴承异步电机原系统之后构造成无速度传感器；省略原系统的光电编码器及其接口电路，降低控制系统的成本，能快速准确地进行高精度控制，有很强的自适应性、鲁棒性和容错性，具有较强的泛化能力和自适应能力。

摘要： 本发明公开了一种绕线式无轴承异步电机的解耦方法，包括三相绕组等效电感参数计算方法、电压方程和磁链方程的构建方法、基于磁场定向的电机电磁转矩和悬浮力的独立控制策略；首先建立了绕线式无轴承异步电机的电感矩阵并采用等效原则进行化简；接着推导了电机的电压方程和磁链方程；最后分别采用转矩磁场定向和气隙磁场定向的矢量控制策略，将原系统分解为可独立控制电机转速和磁链的两个子系统。本发明在建立了绕线式无轴承异步电机精确数学模型的基础上采用坐标变换和磁场定向的矢量控制原理达到转速和磁链完全解耦目的，最终实现绕线式无轴承异步电机电磁转矩和悬浮力的独立控制。

摘要： 本发明公开了一种无轴承异步电机无速度传感器控制系统，包括Clark变换模块、最优控制率计算系统和观测系统，最优控制率计算系统包括分数阶滑模控制率计算模块和神经网络补偿项计算模块，观测系统包括观测电流及磁链计算模块和转速求解模块，先将三相电流和电压经Clark变换转换到两相静止坐标系中，再将Clark变换的电流输出与观测系统电流输出的差值输入到最优控制率计算系统，最后将最优控制率计算系统输出和Clark变换的电压输出输入到观测系统；本发明通过最优控制率计算系统将分数阶滑模理论与神经网络相结合，减小了观测抖震，增强了系统对参数时变和外部扰动的鲁棒性，实现了观测性能良好的无轴承异步电机的无速度传感器控制。

摘要： 基于LS‑SVM的无轴承异步电机无径向位移传感器控制系统，根据径向位移变量的非线性估算模型式（4）、（5），利用LS‑SVM的泛化能力来逼近径向位移与相关物理变量之间的非线性关系，从而实现转子径向位移的实时估计，径向位移的估算精度不依赖于精确的电机数学模型，可有效克服电机参数不准确而导致的径向位移估计误差，而且不需要复杂的信号提取算法，构造出LS‑SVM转子径向位移估计器，摆脱机械式径向位移传感器，克服径向位移非线性估计模型建模误差的影响、避免电机参数不准确而导致的径向位移估计误差。并以LS‑SVM转子径向位移估计器构建出新的控制系统，有效降低无轴承异步电机控制系统成本。

摘要： 本发明公开了一种无轴承异步电机无速度传感器控制方法。本方法在无轴承异步电机基波模型基础上，通过在无轴承异步电机定子两端注入电流来构造转子位置偏差角，进一步通过PI控制器对偏差角进行调节，得到电机气隙磁场旋转速度，进而估计电机转速。本发明能够准确跟踪转子转速，避免了传统机械式速度传感器的安装对无轴承异步电机高速运行带来的不利影响。采用一种无轴承异步电机无速度传感器控制方法具有不依赖电机的各种非理想特性、不易引入其他谐波信号、构造简单等优点，便于工程实现。

摘要： 本发明公开了一种无轴承异步电机无速度传感器构造方法，先对无轴承异步电机原系统构造内含转速子系统，再建立内含转速子系统的无轴承异步电机转速左逆系统，然后采用支持向量机加2个微分器S构成支持向量机逆，对支持向量机进行训练，调整并确定支持向量机的各个权系数以实现无轴承异步电机转速左逆系统；最后将支持向量机逆串接于无轴承异步电机原系统之后构造成无速度传感器；基于支持向量机左逆的无轴承异步电机无速度传感器控制策略，省略了原控制系统的机械式速度传感器及其接口电路，从而降低了控制系统的成本，而且在全速范围内能快速准确地进行转速辨识，具有很强的适应性、容错性和鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种检测无轴承异步电机转速的无速度传感器构造方法，先对无轴承异步电机原系统构造内含转速子系统的数学模型，再建立内含转速子系统的无轴承异步电机转速左逆系统，然后采用静态神经网络加2个微分器S构成神经网络逆，对静态神经网络进行训练，调整并确定静态神经网络的各个权系数以实现无轴承异步电机转速左逆系统；最后将神经网络逆串接于无轴承异步电机原系统之后构造成无速度传感器；省略原系统的光电编码器及其接口电路，降低控制系统的成本，能快速准确地进行高精度控制，有很强的自适应性、鲁棒性和容错性，具有较强的泛化能力和自适应能力。

摘要： 本发明公开了一种变极调速绕线式无轴承异步电机，包括底板，所述底板的顶部贯穿设置有机座，所述机座的顶部固定连接有电机组件，所述电机组件表面的右侧套接有清理框，所述清理框的右侧固定连接有转杆，所述底板顶部的右侧固定连接有限位板，所述转杆的右侧贯穿至限位板的右侧并固定连接有齿轮一，所述底板顶部的右侧且位于限位板的右侧通过轴承活动连接有旋杆。本发明达到可以对后壳灰进行清理的效果，该变极调速绕线式无轴承异步电机，解决了现有的变极调速绕线式无轴承异步电机其后壳都是暴露外在的，时间一久就容易吸附空气中较多的灰尘，这些灰尘不仅容易影响其本身的散热效果，还影响了美观性的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种对转式双转子无轴承异步电机，在电机转轴外，沿径向依次设置内转子铁芯、定子铁芯、外转子铁芯；在内转子铁芯外圈沿周向均匀开设有N条内转子槽；在外转子铁芯的内表面沿周向均匀设置M条外转子槽，定子铁芯采用双槽口结构，在定子铁芯的内表面和外表面分别设置定子内槽与定子外槽；在每个定子内槽与定子外槽内均嵌入极对数相同的转矩绕组与悬浮绕组；利用双转子间相对速度，可以成倍增加电机的运行速度。