无轴承异步电机的感应补偿控制研究

卜文绍，袁澜，肖隽亚，刘文胜

（河南科技大学 电子信息工程学院，河南 洛阳 471003）

1 引言

无轴承电机的电磁转矩和磁悬浮力产生之间存在着基于转矩系统气隙磁场的耦合关系。悬浮控制系统磁场会在转子绕组中产生感应电动势和电流，从而会导致有效悬浮控制（激磁）电流在幅值和相位上的变化，影响悬浮控制性能。因此，如何对悬浮系统进行有效的感应补偿，也是实现无轴承电机稳定高精度悬浮控制的关键问题。

关于无轴承电机控制，国内外已有不少研究成果［1－9］。本文将对无轴承异步磁悬浮控制系统的转子感应问题及其补偿控制方法进行研究分析，同时给出4极转矩系统转子磁场定向控制模型和气隙磁场的幅值、相位信息的在线计算方法。

2 悬浮系统的感应补偿控制策略

无轴承电机的悬浮力是由转矩系统和悬浮系统之间的气隙磁场相互作用而产生的。悬浮控制系统一般采用气隙磁场定向控制策略，但旋转的悬浮控制磁场将在转子绕组中感应出电流。在悬浮系统采用电流跟踪控制逆变器时，悬浮系统转子感应电流将导致悬浮控制电流命令和实际产生的悬浮绕组控制（激磁）电流在幅值和相位上的差异，从而导致磁悬浮力命令和实际磁悬浮力间出现幅值和相位上的偏差。

在电机稳定悬浮运行中，转子径向偏心位移一般远小于电机平均气隙。忽略由于转子微弱偏心引起的两套绕组间的耦合互感影响，悬浮控制绕组的单相等效电路如图1所示。……