超高速无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究

无轴承电机集磁轴承和电机功能于一体，是高速电机研究领域的重大突破。其中无轴承异步电机因弱磁容易、可靠性高而颇具应用价值。由于对气隙磁链实时控制的高精度要求，目前针对无轴承异步电机这一复杂耦合的非线性系统所采用的各种解耦控制算法均难以实现其超高速运转。本项目研究中首次提出采用悬浮子系统的独立控制策略来实现其超高速运转。其中为解决转子上的感应电流分量对悬浮绕组气隙磁链控制精度的影响难题，采用气隙磁链跟踪型逆变器取代电流跟踪型逆变器来直接控制气隙磁链。悬浮子系统中所需的转矩绕组和悬浮绕组的气隙磁链则采用简洁的电压模型法辩识获得，同时设计新型的基于零序电压方程的最小二乘估计法对其中仅有的电机参数-定子电阻和定子漏感实施在线估计，从而保证在电机参数变化条件下，均能准确辩识气隙磁链。本项目研究将为无轴承异步电机在高速驱动领域的实用化奠定良好的基础，对我国在此领域跟踪和赶超世界先进水平具有重要的意义。