永磁型無(wú)軸承電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、永磁型無(wú)軸承電機(jī)是永磁交流電機(jī)與電磁軸承相結(jié)合的產(chǎn)物。它是根據(jù)交流電機(jī)定子與電磁軸承結(jié)構(gòu)的相似性，把電磁軸承中產(chǎn)生懸浮力的繞組直接嵌入交流電機(jī)定子內(nèi)部，利用懸浮繞組產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)來(lái)改變電機(jī)原有氣隙磁場(chǎng)的分布，使其中一部分磁場(chǎng)增強(qiáng)，與其相對(duì)的部分磁場(chǎng)減弱，這樣，不平衡的氣隙磁場(chǎng)將在電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一沿氣隙磁場(chǎng)增強(qiáng)方向上的懸浮力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的懸浮。永磁型無(wú)軸承電機(jī)具有無(wú)摩擦、無(wú)磨損、無(wú)潤(rùn)滑、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、功率密度大等一系列優(yōu)點(diǎn)，在生命科學(xué)、

2、航空航天領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，因而受到各國(guó)學(xué)者的高度重視。 永磁型無(wú)軸承電機(jī)根據(jù)其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為表貼式、插入式、內(nèi)置式等種類，其中表貼式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、永磁體易于優(yōu)化設(shè)計(jì)、隱極電磁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)今永磁型無(wú)軸承電機(jī)研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁型無(wú)軸承電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的研究。 文章針對(duì)傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向解耦控制策略懸浮力算法復(fù)雜、懸浮力與控制電流不具有線性關(guān)系的缺陷

3、，基于懸浮力產(chǎn)生機(jī)理，提出了一種基于轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁場(chǎng)定向的解耦控制策略，有效解決了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制所存在的缺陷。 針對(duì)傳統(tǒng)懸浮控制子系統(tǒng)存在懸浮力延時(shí)的缺陷，基于經(jīng)典控制理論中的前饋控制思想，在懸浮控制子系統(tǒng)中引入懸浮力前饋補(bǔ)償控制環(huán)節(jié)，有效地消除了懸浮力延時(shí)。 最后針對(duì)機(jī)械式位移傳感器固有缺陷影響電機(jī)轉(zhuǎn)子懸浮性能的問(wèn)題，根據(jù)懸浮繞組氣隙磁鏈互感分量中含有轉(zhuǎn)子徑向位移信息的特點(diǎn)，提出了一種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中利用懸浮繞組氣隙磁鏈