無(wú)軸承永磁同步電機(jī)起動(dòng)及數(shù)字控制.pdf

1、無(wú)軸承永磁同步電機(jī)是一種將產(chǎn)生懸浮力的磁軸承線圈(繞組)嵌入傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的定子槽中,使電機(jī)具有轉(zhuǎn)子自懸浮支撐能力的新型電機(jī)。它既有永磁同步電機(jī)功率大、壽命長(zhǎng)、效率高和體積小等優(yōu)點(diǎn),又具有磁軸承無(wú)摩擦磨損、高速度、高精度、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等特點(diǎn),使其在高速高精數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、航空航天、飛輪儲(chǔ)能、離心壓縮機(jī)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景；其獨(dú)具的懸浮驅(qū)動(dòng)／傳動(dòng)機(jī)理使其在化學(xué)化工、生命科學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域具有傳統(tǒng)電機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)和替代的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

2、
　　 本論文在國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目“基于無(wú)軸承永磁同步電機(jī)的機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2007AA042213)”的資助下,從理論到實(shí)驗(yàn),對(duì)無(wú)軸承永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制、轉(zhuǎn)子初始定位方法和起動(dòng)控制策略以及數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的研究。論文主要研究工作如下:
　　 首先,分析轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組的磁鏈耦合情況,采用機(jī)械／電氣坐標(biāo)變換的方法,推導(dǎo)出這兩套繞組的磁鏈方程和電壓方程。根據(jù)永

3、磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,給出無(wú)軸承永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程。利用虛位移方法,并考慮轉(zhuǎn)子偏心情況,對(duì)磁能方程求偏導(dǎo)推導(dǎo)出無(wú)軸承永磁同步電機(jī)完整的徑向懸浮力方程。根據(jù)無(wú)軸承永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,提出采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制策略對(duì)無(wú)軸承永磁同步電機(jī)實(shí)行解耦控制。
　　 其次,針對(duì)無(wú)軸承永磁同步電機(jī)無(wú)起動(dòng)繞組的特點(diǎn),根據(jù)其轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理,提出一種基于指令電流三步定位法的無(wú)軸承永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置定位方法。利用增量式光電編碼器,給出轉(zhuǎn)子