永磁型無軸承電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、永磁型無軸承電機是永磁交流電機與電磁軸承相結合的產物。它是根據交流電機定子與電磁軸承結構的相似性，把電磁軸承中產生懸浮力的繞組直接嵌入交流電機定子內部，利用懸浮繞組產生的氣隙磁場來改變電機原有氣隙磁場的分布，使其中一部分磁場增強，與其相對的部分磁場減弱，這樣，不平衡的氣隙磁場將在電機轉子上產生一沿氣隙磁場增強方向上的懸浮力，實現(xiàn)轉子的懸浮。永磁型無軸承電機具有無摩擦、無磨損、無潤滑、結構緊湊、尺寸小、功率密度大等一系列優(yōu)點，在生命科學、

2、航空航天領域具有潛在的應用前景，因而受到各國學者的高度重視。 永磁型無軸承電機根據其轉子結構形式的不同可以分為表貼式、插入式、內置式等種類，其中表貼式結構轉子由于具有結構簡單、永磁體易于優(yōu)化設計、隱極電磁結構的優(yōu)點已成為當今永磁型無軸承電機研究的熱點。本文對表貼式轉子結構的永磁型無軸承電機控制系統(tǒng)進行了較為深入的研究。 文章針對傳統(tǒng)的基于轉矩繞組轉子磁場定向解耦控制策略懸浮力算法復雜、懸浮力與控制電流不具有線性關系的缺陷

3、，基于懸浮力產生機理，提出了一種基于轉矩繞組氣隙磁場定向的解耦控制策略，有效解決了轉子磁場定向控制所存在的缺陷。 針對傳統(tǒng)懸浮控制子系統(tǒng)存在懸浮力延時的缺陷，基于經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償控制環(huán)節(jié)，有效地消除了懸浮力延時。 最后針對機械式位移傳感器固有缺陷影響電機轉子懸浮性能的問題，根據懸浮繞組氣隙磁鏈互感分量中含有轉子徑向位移信息的特點，提出了一種旋轉坐標系中利用懸浮繞組氣隙磁鏈