左逆系统驱动无轴承电机无传感器高速运行控制

本文主要探讨了在无轴承异步电机（Bearingless Induction Motor, BMI）的运行控制中，解决转速检测问题的关键技术。传统的无速度传感器控制（Speed-sensorless operation）通常依赖于复杂的传感器和算法来精确测量电机转速，这在某些情况下可能面临精度和成本上的挑战。本文提出了一种新颖的控制策略，即基于左逆系统的无速度传感器控制方法。 左逆系统（Left Inverse System）是一种数学工具，在控制系统设计中被用于简化模型和增强系统性能。作者首先构建了一个由转速和转矩绕组定子电流构成的子系统，并证明了这个子系统具有左逆性。左逆性意味着存在一个逆变换，使得输入和输出之间的关系可以简单地通过这个逆变换直接得到，这对于无速度传感器的实现至关重要。 通过将左逆系统与这个子系统串联起来，作者设计出了一种新型的控制架构。这种方法有效地利用了电机内部的动态特性，无需外部速度传感器，就能实时估计电机的转速。这不仅降低了系统的复杂性，也提高了控制的可靠性和灵活性。 随后，研究人员将这种基于左逆系统的无速度传感器控制应用于无轴承异步电机的矢量控制系统中。矢量控制是一种高级的电机控制策略，它能精确地控制电机的定子电压，从而优化电机性能。仿真研究表明，这种方法在无轴承异步电机的整个速度范围内都能准确地检测转速，实现了在无速度传感器的情况下电机的稳定悬浮运行。 这项工作对于提高无轴承异步电机的控制性能，尤其是在低速、高速或动态运行条件下，具有显著的意义。它不仅节省了硬件成本，简化了系统结构，而且为实现更高效、更节能的电机控制提供了新的理论支持。这一研究成果对于推进电机驱动系统的发展，特别是在电动汽车、工业自动化等领域具有重要的应用前景。