磁懸浮無(wú)軸承無(wú)刷直流電機(jī)及其在計(jì)算機(jī)硬盤中的應(yīng)用研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種電機(jī)，它結(jié)合了直流電機(jī)和交流電機(jī)的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的調(diào)速性能，效率高，便于控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。目前在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高速和超高速可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，必須解決高速軸承問(wèn)題。磁懸浮軸承解決了這一問(wèn)題，具有無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)磨損、無(wú)機(jī)械噪聲和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在高速電機(jī)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。但是，磁懸浮軸承功耗大，本身占有一定的軸向空間，限制了高速電機(jī)的小型化和微型化，同時(shí)也限制了其臨界轉(zhuǎn)速和輸

2、出功率。利用磁懸浮軸承和電機(jī)結(jié)構(gòu)的相似性，將產(chǎn)生磁懸浮力的磁懸浮軸承繞組置入電機(jī)定子，省去專門的磁懸浮軸承，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組的解耦控制，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮，使電機(jī)轉(zhuǎn)子同時(shí)具有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和自懸浮的功能，這樣，就構(gòu)成了所謂的無(wú)軸承電機(jī)(BearinglessMotor)。無(wú)軸承電機(jī)懸浮控制是基于電機(jī)本身的勵(lì)磁磁場(chǎng)，懸浮功耗小，而軸向空間的利用率大幅度提高，電機(jī)的體積和重量可以設(shè)計(jì)得非常小，可靠性高，可突破更高轉(zhuǎn)速和大功率的限制。因而

3、無(wú)軸承電機(jī)在很大程度上拓寬了高速電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，如生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)專用電機(jī)，超微電機(jī)等。將無(wú)刷直流電機(jī)和無(wú)軸承技術(shù)結(jié)合，必將擴(kuò)大無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。 本文從無(wú)軸承無(wú)刷直流電機(jī)的原理出發(fā)，推導(dǎo)和分析了電機(jī)轉(zhuǎn)子所受懸浮力的表達(dá)式，并應(yīng)用電磁場(chǎng)仿真分析軟件驗(yàn)證了懸浮力的存在以及懸浮力公式的正確性?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)軸承電機(jī)的研究成果，得出可將無(wú)軸承無(wú)刷直流電機(jī)分解為轉(zhuǎn)矩電機(jī)和懸浮力部分并單獨(dú)進(jìn)行控制的結(jié)論；詳細(xì)研究了轉(zhuǎn)矩和