無軸承永磁同步電機起動及數(shù)字控制.pdf

1、無軸承永磁同步電機是一種將產(chǎn)生懸浮力的磁軸承線圈(繞組)嵌入傳統(tǒng)永磁同步電機的定子槽中,使電機具有轉(zhuǎn)子自懸浮支撐能力的新型電機。它既有永磁同步電機功率大、壽命長、效率高和體積小等優(yōu)點,又具有磁軸承無摩擦磨損、高速度、高精度、壽命長、免維護等特點,使其在高速高精數(shù)控機床、機器人、航空航天、飛輪儲能、離心壓縮機等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景；其獨具的懸浮驅(qū)動／傳動機理使其在化學(xué)化工、生命科學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域具有傳統(tǒng)電機無法實現(xiàn)和替代的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。

2、
　　 本論文在國家高新技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目“基于無軸承永磁同步電機的機器人伺服驅(qū)動系統(tǒng)(2007AA042213)”的資助下,從理論到實驗,對無軸承永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)子磁場定向控制、轉(zhuǎn)子初始定位方法和起動控制策略以及數(shù)字控制系統(tǒng)進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、磁同步電機數(shù)學(xué)模型,給出無軸承永磁同步電機的電磁轉(zhuǎn)矩方程。利用虛位移方法,并考慮轉(zhuǎn)子偏心情況,對磁能方程求偏導(dǎo)推導(dǎo)出無軸承永磁同步電機完整的徑向懸浮力方程。根據(jù)無軸承永磁同步電機數(shù)學(xué)模型,提出采用轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制策略對無軸承永磁同步電機實行解耦控制。
　　 其次,針對無軸承永磁同步電機無起動繞組的特點,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軸承永磁同步電機轉(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