[发明专利]一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识模型构建方法、模型及方法

说明书

本发明公开了一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识模型构建方法、模型及方法，根据单定子双转子盘式对转永磁同步电机的结构，建立两相静止坐标系下盘式对转电机的定子电流状态方程，计算电流矢量，然后根据静止坐标系下电压矢量、电流矢量及其偏差，借助Popov超稳定性理论建立参数的辨识模型并推导出待辨识参数的自适应律，最后将模型参考自适应所得到的在线观测的电机参数代入磁链的电流模型进行定子磁链的辨识。本发明克服了两转子坐标系复杂的耦合过程，使磁链的矢量叠加反映地更加直观，具有较强的鲁棒性且辨识结果的准确度高。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，特别涉及一种新型电机即单定子双转子盘式对转永磁同步电机，具体涉及一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识模型构建方法、模型及方法。

背景技术

本发明所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机采用盘式结构，定子绕组采用两相交叉环绕方式绕制于定子铁芯上，两个盘式永磁转子在机械上相互独立，对称分布于定子两侧，用“三明治”的形式将盘式定子夹在中间，定子绕组中通入对称三相电流后，定子两侧产生方向相反、速度相同的旋转磁场，从而吸引转子按相反的方向同步旋转，两个转子通过轴承固定在基座上的，以内外嵌套轴输出，驱动两个螺旋桨反向旋转。这种新型电机极大的减小了设备的体积和重量，提高了工作效率，能很好的满足节能和调速的要求，有着优越的运行性能，因此，在水下航行器和飞行器领域有着很好的应用前景。

这种新型电机的控制研究还处于起步阶段，湖南大学的成双银博士研究了单定子双转子盘式对转永磁同步电机的矢量控制方法，提出了一种动态主-从控制策略，解决了负载不平衡时的控制问题，但是矢量控制的方法也存在一些问题，如在负载不平衡严重的情况下，处于跟随状态的转子会出现大的转矩、转速波动。

现有研究还公开了一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机的直接转矩控制方法；直接转矩控制摒弃了矢量控制的解耦思想，避免了矢量控制中复杂的坐标变换，定子磁链的估计减弱了对电机参数的依赖性。所以直接转矩控制具有控制简单，转矩响应快，动态性能好的优点。针对单定子、双转子对转永磁电机矢量控制存在的问题，考虑到直接转矩控制方法的优点，拟运用直接转矩控制方法来实现单定子、双转子对转永磁电机的控制，实现对不平衡负载下两个转子转矩“兼顾”控制，从而解决负载不平衡下处于跟随状态的转子转矩、转速波动大的问题，以及改善系统的动态响应特性。

为了实现直接转矩控制方法，必存在定子磁链的闭环，所以首先要解决单定子双转子盘式对转电机定子磁链辨识的问题；但是，当负载不平衡时，两个转子气隙同时与定子进行磁场耦合过程十分复杂，并且两定子电压方程中存在两个转子的反电动势的叠加情况复杂；这给定子双转子盘式对转电机定子磁链辨识带来了极大的困难。

因此，研究一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识方法十分必要且意义重大。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供了一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识模型构建方法、模型及方法，本发明具有较强的鲁棒性且辨识结果的准确度高。

为实现上述目的，本发明所采用的方案是：

一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子磁链辨识方法，所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机采用盘式结构，定子绕组采用两相交叉环绕方式绕制于定子铁芯上，两个盘式永磁转子对称分布于定子两侧，在机械上相互独立，用“三明治”的形式将盘式定子夹在中间，两个转子通过轴承固定在基座上的，以内外嵌套轴输出，驱动两个螺旋桨反向旋转；

所述定子磁链辨识方法步骤如下：

步骤1、在两相静止坐标系α-β轴上建立单定子双转子盘式对转永磁同步电机定子电压方程：