無軸承永磁薄片電機有限元分析及控制技術.pdf

1、在無軸承電機的研究領域內，無軸承永磁薄片電機繼承了無軸承電機既可產(chǎn)生驅動負載的電磁轉矩、又能產(chǎn)生實現(xiàn)轉子懸浮能力的基本特性，特別是利用其永磁薄片轉子結構特點來自行實現(xiàn)轉子3自由度被動懸浮。無軸承薄片電機結構簡單，其無接觸、無磨損的優(yōu)點，使其在超潔凈液體傳輸領域具有重要應用價值。論文在江蘇省高技術研究(BG2005027)支持下，對無軸承永磁薄片電機進行了有限元計算和分析，對控制系統(tǒng)功率驅動模塊的硬件進行了較為深入的研究，設計了數(shù)字控制系

2、統(tǒng)的硬件，開發(fā)了軟件，并進行了實驗調試。論文主要工作如下：
　　 1.介紹了無軸承永磁薄片電機的基本結構和運行原理，針對無軸承永磁薄片電機在轉子偏心情況下建立了徑向懸浮力數(shù)學模型，采用轉子磁場定向控制設計了轉矩和徑向懸浮力的解耦控制系統(tǒng)，并給出了解耦控制系統(tǒng)框圖。
　　 2.在介紹有限元法理論的基礎上，應用ANSYS有限元分析軟件，對電機進行2D電磁場仿真分析，驗證了徑向懸浮力產(chǎn)生的原理；分析計算了徑向懸浮力分別和徑向懸

3、浮力繞組中電流以及永磁體厚度之間的關系，研究結果為電機結構的優(yōu)化設計提供依據(jù)。
　　 3.根據(jù)4kW無軸承永磁薄片電機控制要求，在功率開關管、整流二極管和濾波電容等重要器件的選型上進行了分析，重點設計了包含功率逆變電路、光耦隔離電路、故障保護電路等硬件電路。
　　 4.根據(jù)無軸承永磁薄片電機基于轉子磁場定向的矢量控制原理和數(shù)學模型，設計了無軸承永磁薄片電機數(shù)字控制系統(tǒng)的構成并簡化了數(shù)字控制系統(tǒng)。應用TI公司的TMS320