[发明专利]一种BSRM平均转矩瞬时悬浮力控制期望电流计算方法

权利要求书

1.BSRM平均转矩瞬时悬浮力控制期望电流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据期望平均转矩，选择主绕组和悬浮力绕组的电流波形控制方式及其电流导通区间；

(2)根据主绕组和悬浮力绕组的电流波形控制方式及其电流导通区间，推导平均转矩T_av的计算公式，确定主绕组转矩系数G_tm、悬浮力绕组转矩系数G_ts、主绕组延迟关断转矩系数G_tmd(θ_offm)；其中：θ_offm为主绕组关断角；

(3)根据期望平均转矩和绕组开通时刻的期望悬浮力，结合步骤(2)确定的参数计算主绕组关断角θ_offm和主绕组方波期望电流i_m；计算主绕组关断角θ_offm和主绕组方波期望电流i_m的具体方法如下：

根据期望平均转矩T_av^*，在选择主绕组和悬浮力绕组电流导通区间内，推导平均转矩T_av的计算公式：

式中，当期望平均转矩T_av^*0时，T_pmav为主绕组电流产生的平均正转矩，T_psav为悬浮力绕组电流产生的平均正转矩，T_nmdav表示当主绕组关断角θ_offm0°时，主绕组延迟关断电流产生的平均负转矩，若主绕组关断角θ_offm＝0°，则T_nmdav＝0；当期望平均转矩T_av^*≤0时，T_nmav为主绕组电流产生的平均负转矩，T_nsav为悬浮力绕组电流产生的平均负转矩，T_pmdav表示当主绕组关断角θ_offm0°时，主绕组延迟关断电流产生的平均正转矩，若主绕组关断角θ_offm＝0°，则T_pmdav＝0；

根据主绕组和悬浮力绕组电流导通区间，分别推导主绕组电流产生的平均正转矩T_pmav，悬浮力绕组电流产生的平均正转矩T_psav，主绕组延迟关断电流产生的平均负转矩T_nmdav，主绕组电流产生的平均负转矩T_nmav，悬浮力绕组电流产生的平均负转矩T_nsav，主绕组延迟关断电流产生的平均正转矩T_pmdav：

式中，θ为转子齿极偏离定子齿极角度，N_m为主绕组匝数，N_s为悬浮力绕组匝数，i_m为主绕组方波电流，i_s1(θ)为水平方向上的悬浮力绕组瞬时电流，i_s2(θ)为垂直方向上的悬浮力绕组瞬时电流，K_t(θ)为转矩系数，μ₀为真空磁导率，h为转子叠片长度，r为转子半径，η为气隙边缘系数，l₀为定、转子间气隙长度；

根据水平及垂直方向上的瞬时悬浮力F₁(θ)、F₂(θ)和主绕组电流及悬浮力绕组电流之间存在关系式：

式中，K₁(θ)为悬浮力系数，K₂(θ)为悬浮力耦合系数；

其中，τ_r为转子齿极弧度；

积分推导主绕组电流产生的平均正转矩T_pmav，悬浮力绕组电流产生的平均正转矩T_psav，主绕组延迟关断电流产生的平均负转矩T_nmdav，主绕组电流产生的平均负转矩T_nmav，悬浮力绕组电流产生的平均负转矩T_nsav，主绕组延迟关断电流产生的平均正转矩T_pmdav，具体如下：

式中，F₁^*(θ_onm)为主绕组开通时刻水平方向上的期望瞬时悬浮力，F₂^*(θ_onm)为主绕组开通时刻垂直方向上的期望瞬时悬浮力；

确定主绕组转矩系数G_tm、悬浮力绕组转矩系数G_ts、主绕组延迟关断转矩系数G_tmd(θ_offm)，计算公式分别如下：

计算判定函数J_t：

若J_t0，令用数值计算方法迭代求解主绕组关断角θ_offm；否则θ_offm＝0°；

主绕组方波期望电流i_m计算公式为：

(4)根据水平及垂直方向上的期望瞬时悬浮力、悬浮力系数K₁(θ)、悬浮力耦合系数K₂(θ)、转子齿极偏离定子齿极角度θ和主绕组方波期望电流i_m，计算水平及垂直方向上的悬浮力绕组瞬时期望电流i_s1(θ)、i_s2(θ)。