無軸承永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與仿真.pdf

1、隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高速度大功率的電動(dòng)裝置的需求越來越迫切，特別是在醫(yī)學(xué)、生物工程，數(shù)控機(jī)床，壓縮機(jī)等上的應(yīng)用。而傳統(tǒng)的電機(jī)并不能滿足這種需求。所以，磁懸浮軸承發(fā)展了起來，它具有無接觸、不需要潤(rùn)滑、無磨損等優(yōu)點(diǎn)，并得到了的應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用中由于磁懸浮軸承的尺寸往往比驅(qū)動(dòng)電機(jī)本身要大，較大的軸向長(zhǎng)度導(dǎo)致它的臨界轉(zhuǎn)速下降。因此，高速驅(qū)動(dòng)器也是很難實(shí)現(xiàn)的。直到無軸承電機(jī)的出現(xiàn)，無軸承電機(jī)是將磁懸浮軸承技術(shù)融合于高速電機(jī)中，把磁軸承

2、中產(chǎn)生徑向力的繞組同樣的疊壓到電機(jī)的定子繞組上，因此，在電機(jī)輸出功率相同的情況下，無軸承電機(jī)的軸向長(zhǎng)度要比具有磁懸浮軸承電機(jī)要短的多，這就使高速運(yùn)轉(zhuǎn)變得可行了。永磁同步電機(jī)因?yàn)榫哂袕?qiáng)磁化特性的磁體和即使是在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，磁體仍很好保持的可靠機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，再加上本身具有高功率因素，高效率等優(yōu)點(diǎn)，使得它在無軸承化技術(shù)中得到了廣泛得研究和應(yīng)用。 本文的工作主要是研究無軸承永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真。

3、 首先，介紹了無軸承電機(jī)的基本原理及徑向力產(chǎn)生機(jī)理，并且推導(dǎo)了無軸承永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了徑向力繞組上電流和電壓的關(guān)系。接著，討論了系統(tǒng)控制策略問題，最終選擇了采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制策略對(duì)無軸承電機(jī)進(jìn)行解耦控制，根據(jù)無軸承永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在Matlab/Simulink中對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明了轉(zhuǎn)子可以穩(wěn)定懸浮，且具有很好的動(dòng)態(tài)特性。最后，設(shè)計(jì)并制作了系統(tǒng)控制電路PCB，并結(jié)合數(shù)字控制系統(tǒng)DSP(TMS320L