無軸承同步磁阻電機參數(shù)設(shè)計及數(shù)字控制技術(shù)研究.pdf

1、電機的無軸承技術(shù)是近代高速電氣傳動領(lǐng)域里的重要研究方向,廣泛的應(yīng)用于永磁同步電機、交流異步電機和同步磁阻電機。無軸承電機具有無摩擦磨損、無需潤滑,無污染、壽命長、高速、高精等特點。特別是無軸承同步磁阻電機除具備一般無軸承電機的優(yōu)點外,還具備結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩密度高、動態(tài)響應(yīng)快、低轉(zhuǎn)矩脈動、運行可靠等優(yōu)點。因此無軸承同步磁阻電機在生物制藥、食品化工、新能源、航空航天等領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用前景。研究同步磁阻電機的無軸承技術(shù)具有特殊的工程應(yīng)用價值和

2、經(jīng)濟優(yōu)勢。
　　 無軸承同步磁阻電機控制系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程,結(jié)合了數(shù)字控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機技術(shù),其中無軸承同步磁阻電機的本體設(shè)計是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本文在國家自然科學(xué)基金項目(60974053)等資助下,對無軸承同步磁阻電機數(shù)學(xué)模型、無軸承同步磁阻電機本體設(shè)計及數(shù)字控制方面開展了專題研究。
　　 首先,在分析無軸承同步磁阻電機徑向懸浮力和電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,采用麥克斯韋張量法分段積分推導(dǎo)電機徑向懸浮力數(shù)學(xué)模

3、型,并分析了無軸承同步磁阻電機的電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運動方程。
　　 其次,根據(jù)無軸承同步磁阻電機的雙繞組結(jié)構(gòu),引入轉(zhuǎn)矩繞組磁感應(yīng)強度基波系數(shù)Cred和輸出轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kred,采用傳統(tǒng)電機定子繞組“二分法”設(shè)計功率為1.0kW,轉(zhuǎn)矩繞組極對數(shù)為2,徑向懸浮力繞組極對數(shù)為1的無軸承同步磁阻電機。利用Ansoft有限元分析軟件,對電機的懸浮機理、性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析驗證,仿真結(jié)果驗證無軸承同步磁阻電機設(shè)計方法的科學(xué)性。