無軸承永磁同步電機功率驅(qū)動與控制技術(shù).pdf

1、無軸承永磁同步電機是具有磁懸浮軸承功能的新型特種電機，除具有普通永磁同步電機的優(yōu)點外，還具有無摩擦、無需潤滑、無污染、高速度、高精度、壽命長等優(yōu)點，在半導(dǎo)體制造業(yè)、生命科學(xué)、飛輪儲能、航空航天等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。無軸承永磁同步電機系統(tǒng)是一個多變量、強耦合、非線性系統(tǒng)，因此其控制系統(tǒng)的合理設(shè)計是電機系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要保障。本文根據(jù)無軸承永磁同步電機控制要求，對控制系統(tǒng)功率驅(qū)動系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了較為深入的研究，開發(fā)了控制系統(tǒng)的硬件，并開

2、發(fā)了基于SVPWM控制方法的系統(tǒng)軟件，并進(jìn)行了實驗調(diào)試。主要工作內(nèi)容如下： 首先，綜述了無軸承電機的研究背景，介紹了無軸承電機的主要特點，分析概括了國內(nèi)外無軸承電機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。 其次，在分析普通永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合無軸承永磁同步電機的工作原理，根據(jù)麥克斯韋張量法，推導(dǎo)出無軸承永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型。采用轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略，實現(xiàn)了電機的解耦控制，并給出了無軸承永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)框圖。

3、 再次，研制了無軸承永磁同步電機控制系統(tǒng)的硬件，重點設(shè)計了包含功率逆變電路、電壓反饋電路、光耦隔離電路、故障保護(hù)電路等的功率驅(qū)動電路板，設(shè)計了各種傳感器的接口電路以及用于驅(qū)動電路供電的多路獨立輸出開關(guān)電源。通過仿真和調(diào)試，驗證了各部分電路的可行性。采用電壓空間矢量控制方法，設(shè)計了基于TMS320LF2407A的軟件控制系統(tǒng)，給出了主要功能模塊的程序流程圖。 最后，構(gòu)建了無軸承永磁同步電機數(shù)字控制系統(tǒng)實驗平臺，并對控制系統(tǒng)的硬