無軸承盤式電機(jī)建模與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、無軸承盤式電機(jī)又名無軸承永磁薄片電機(jī)，是一種新型的無軸承電機(jī)。電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子被制成獨(dú)特的盤式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)五自由度的穩(wěn)定懸浮。它繼承了傳統(tǒng)磁軸承的一系列優(yōu)點(diǎn)，無接觸、無磨損、無需潤滑、使用壽命長、低噪音、超潔凈，又兼具永磁同步電機(jī)功率密度大、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)還使其具有高密封性、小型化、易控制等新的優(yōu)良特性。由該種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心泵與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式相比具有顯著優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)液體的密封式傳輸，這些優(yōu)勢(shì)使得無軸承盤式電機(jī)能夠應(yīng)用在生

2、物醫(yī)藥工程、半導(dǎo)體加工制造、化學(xué)化工生產(chǎn)、航空航天設(shè)備制造和生命科學(xué)等領(lǐng)域，以及許多需要對(duì)潔凈的液體密封處理的場合，因此該種電機(jī)具有寬廣的應(yīng)用前景和及其重要的實(shí)用價(jià)值。
　　本論文針對(duì)無軸承盤式電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和數(shù)字控制系統(tǒng)，從理論到試驗(yàn)作了較為深入的研究，研究內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)部分:
　　首先，介紹無軸承電機(jī)和無軸承盤式電機(jī)的整體發(fā)展?fàn)顩r，包括研究歷史與現(xiàn)狀、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，以及目前需要關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。在分析無軸承盤式電機(jī)

3、工作原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)無軸承盤式電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)的偏心位移，建立了新的轉(zhuǎn)子偏心坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下利用麥克斯韋應(yīng)力張量法推導(dǎo)了徑向懸浮力模型。利用有限元分析軟件，將徑向懸浮力分析結(jié)果與數(shù)學(xué)模型計(jì)算值相比較，驗(yàn)證了所建立的懸浮力數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。在轉(zhuǎn)子偏心坐標(biāo)系下，利用偏心位移直接控制和懸浮力繞組電流直接控制法，分別實(shí)現(xiàn)了懸浮力控制。
　　其次，給出無軸承盤式電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)并組裝無軸承盤式電機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)。設(shè)計(jì)無軸承盤式電機(jī)數(shù)字控