轉(zhuǎn)子外置式無軸承薄片電機基礎研究.pdf

1、在無軸承電機的研究領域內(nèi)，無軸承薄片電機集被動懸浮與主動懸浮功能于一體，既具有無軸承電機產(chǎn)生驅(qū)動負載電磁轉(zhuǎn)矩的功能，又有薄片電機自懸浮的本能，與此同時利用其薄片形狀結(jié)構(gòu)特點自行實現(xiàn)三自由度被動懸浮，減小了電機體積，降低了運行控制成本，因而是目前最具實用價值的一類無軸承電機。
　　 論文針對超純凈密封環(huán)境攪拌工業(yè)工藝要求，基于生物反應器的尺寸，設計出一種轉(zhuǎn)子外置式特殊結(jié)構(gòu)的無軸承薄片電機。該結(jié)構(gòu)電機具有柔性接觸、攪拌無死區(qū)和超純凈

2、驅(qū)動等特點，能適用于驅(qū)動生物反應器、生物分子泵、心臟泵等負載。因此，轉(zhuǎn)子外置式無軸承薄片電機在生物、化學、醫(yī)療等超純凈領域具有廣闊的應用前景。
　　 論文以此轉(zhuǎn)子外置式無軸承薄片電機為研究對象，從電機數(shù)學模型、本體設計與有限元分析、電機懸浮控制等方面進行研究，論文主要工作包括:(1)根據(jù)轉(zhuǎn)子外置式無軸承薄片電機特殊的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，闡述了其被動懸浮與主動懸浮的機理，對軸向力、扭轉(zhuǎn)力矩、麥克斯韋力和洛倫茲力建立了數(shù)學模型，采用Ans

3、oft有限元仿真軟件分析了力與力矩數(shù)學模型的正確性。(2)在電機本體方面，優(yōu)化設計了電機定子齒部尺寸、轉(zhuǎn)子永磁體尺寸、背鐵尺寸以及轉(zhuǎn)子外置式無軸承薄片電機特殊的轉(zhuǎn)矩繞組與懸浮繞組的極對數(shù)關(guān)系，通過Ansoft有限元分析了上述參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。(3)采用基于id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制策略進行電機偏心控制，給出了控制框圖，并在此控制框圖上搭建了MATLAB仿真控制模型并進行了仿真試驗。
　　 仿真試驗結(jié)果表明，在給定轉(zhuǎn)速3000r