無軸承同步磁阻電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)及數(shù)字控制技術(shù)研究.pdf

1、電機(jī)的無軸承技術(shù)是近代高速電氣傳動(dòng)領(lǐng)域里的重要研究方向,廣泛的應(yīng)用于永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)和同步磁阻電機(jī)。無軸承電機(jī)具有無摩擦磨損、無需潤(rùn)滑,無污染、壽命長(zhǎng)、高速、高精等特點(diǎn)。特別是無軸承同步磁阻電機(jī)除具備一般無軸承電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外,還具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩密度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此無軸承同步磁阻電機(jī)在生物制藥、食品化工、新能源、航空航天等領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用前景。研究同步磁阻電機(jī)的無軸承技術(shù)具有特殊的工程應(yīng)用價(jià)值和

2、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
　　 無軸承同步磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程,結(jié)合了數(shù)字控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機(jī)技術(shù),其中無軸承同步磁阻電機(jī)的本體設(shè)計(jì)是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60974053)等資助下,對(duì)無軸承同步磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型、無軸承同步磁阻電機(jī)本體設(shè)計(jì)及數(shù)字控制方面開展了專題研究。
　　 首先,在分析無軸承同步磁阻電機(jī)徑向懸浮力和電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,采用麥克斯韋張量法分段積分推導(dǎo)電機(jī)徑向懸浮力數(shù)學(xué)模

3、型,并分析了無軸承同步磁阻電機(jī)的電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程。
　　 其次,根據(jù)無軸承同步磁阻電機(jī)的雙繞組結(jié)構(gòu),引入轉(zhuǎn)矩繞組磁感應(yīng)強(qiáng)度基波系數(shù)Cred和輸出轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kred,采用傳統(tǒng)電機(jī)定子繞組“二分法”設(shè)計(jì)功率為1.0kW,轉(zhuǎn)矩繞組極對(duì)數(shù)為2,徑向懸浮力繞組極對(duì)數(shù)為1的無軸承同步磁阻電機(jī)。利用Ansoft有限元分析軟件,對(duì)電機(jī)的懸浮機(jī)理、性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析驗(yàn)證,仿真結(jié)果驗(yàn)證無軸承同步磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性。