無軸承永磁同步電機SVM-DTC研究.pdf

1、無軸承永磁同步電機是采用了無軸承技術的高性能永磁同步電機，其定子上繞有懸浮繞組和轉矩繞組，通過控制能夠實現(xiàn)無軸承電機旋轉和轉子穩(wěn)定懸浮，可實現(xiàn)高速和超高速運行，具有磁軸承和永磁同步電機的優(yōu)點，從而使其在化學化工、生命科學、能源交通、航空航天及機器人等高科技領域具有潛在的應用前景。論文圍繞無軸承永磁同步電機的運行機理，數(shù)學模型，控制方法，數(shù)字控制系統(tǒng)等方面開展了理論與實驗研究，主要工作如下：
　　 首先，在分析無軸承永磁同步電機的

2、運行機理的基礎上，根據(jù)麥克斯韋張量法，推導出無軸承永磁同步電機的數(shù)學模型。
　　 其次，根據(jù)無軸承永磁同步電動機徑向力產(chǎn)生的機理和數(shù)學模型，將基于空間矢量調(diào)制的直接轉矩控制系統(tǒng)引入到無軸承永磁同步電機解耦控制中。通過檢測定子電壓和電流，采用擴展卡爾曼濾波觀測器對速度和轉子位置進行觀測，實現(xiàn)了無軸承永磁同步電機SVM-DTC無速度傳感器運行。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下，構建了無軸承永磁同步電機擴展卡爾曼濾波器模型并

3、進行了理論研究與仿真。仿真結果表明：擴展的卡爾曼濾波器能夠準確的估計狀態(tài)變量，使無軸承永磁同步電機SVM-DTC具有理想的速度跟蹤性、良好的魯棒性，從而提高了無軸承永磁同步電機的懸浮性能。
　　 最后，在無軸承永磁同步電機徑向懸浮力產(chǎn)生機理及數(shù)學模型和使用數(shù)字信號處理器TMS320F2812的基礎上，設計了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件和開發(fā)了相關軟件。以二自由度無軸承永磁同步電機為實驗對象，對其進行了系統(tǒng)調(diào)試，給出了相關實驗結果并進行了分