基于平均功率平衡控制的磁悬浮分子泵电力失效补偿

基于平均功率平衡控制的磁悬浮分子泵电力失效补偿

论文摘要

高速磁悬浮涡轮分子泵因其高能量密度、微振动、无需润滑等优点被广泛应用于工业领域,但外部电源失效时,高速转子跌落后与保护轴承产生剧烈撞击和摩擦,将给系统带来致命损害。针对以上问题,提出一种基于平均功率平衡法的电力失效补偿控制方法。首先,设计电机能量回馈电路;其次,对Buck-Boost变换器进行数学建模,设计一种双环非线性控制器,其中电流内环使用滑模控制,电压外环使用平均功率平衡控制,并利用Lyapunov函数推导出系统的稳定性条件;最后,通过搭建磁悬浮分子泵PFCC实验平台,对所提出的方法进行实验验证。结果表明:本文所提出的方法具有快速响应和输出鲁棒性,磁悬浮转子由额定转速21 000r/min降至3 900r/min时跌落,电机的能量转化效率为96.6%,提高了磁轴承系统的安全性。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 高速磁悬浮分子泵PFCC整体设计
  • 3 HV DC/DC变换器设计
  •   3.1 Buck-Boost型HV DC/DC变换器建模
  •   3.2 Buck-Boost变换器APBC等效电路建模
  •   3.3 Buck-Boost变换器APBC系统设计
  •     3.3.1 Buck-Boost变换器APBC算法设计
  •     3.3.2 Buck-Boost变换器SMC设计
  •   3.4 APBC系统的Lyapunov稳定性分析
  •     3.4.1 Boost模式下的稳定性分析
  •     3.4.2 Buck模式下的稳定性分析
  • 4 仿真研究
  •   4.1 Buck-Boost变换器瞬态响应仿真
  •   4.2 基于等效电阻负载的PFCC仿真
  • 5 实验
  •   5.1 实验平台设计
  •   5.2 基于AMB负载的PFCC实验
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王坤,李腾,毛琨,韩邦成

    关键词: 磁轴承,电机能量回馈,电力失效补偿控制

    来源: 光学精密工程 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 北京航空航天大学惯性技术重点实验室,北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心

    基金: 民用航天技术预先研究项目,北京市科技计划资助项目(No.Z171100002217008),北京市自然科学基金资助项目(No.3192018)

    分类号: TM351

    页码: 341-351

    总页数: 11

    文件大小: 763K

    下载量: 83

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