無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)有限元分析及控制技術(shù).pdf

1、在無(wú)軸承電機(jī)的研究領(lǐng)域內(nèi)，無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)繼承了無(wú)軸承電機(jī)既可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩、又能產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子懸浮能力的基本特性，特別是利用其永磁薄片轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)自行實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子3自由度被動(dòng)懸浮。無(wú)軸承薄片電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其無(wú)接觸、無(wú)磨損的優(yōu)點(diǎn)，使其在超潔凈液體傳輸領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。論文在江蘇省高技術(shù)研究(BG2005027)支持下，對(duì)無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)進(jìn)行了有限元計(jì)算和分析，對(duì)控制系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)模塊的硬件進(jìn)行了較為深入的研究，設(shè)計(jì)了數(shù)字控制系

2、統(tǒng)的硬件，開發(fā)了軟件，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試。論文主要工作如下：
　　 1.介紹了無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，針對(duì)無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)在轉(zhuǎn)子偏心情況下建立了徑向懸浮力數(shù)學(xué)模型，采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力的解耦控制系統(tǒng)，并給出了解耦控制系統(tǒng)框圖。
　　 2.在介紹有限元法理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件，對(duì)電機(jī)進(jìn)行2D電磁場(chǎng)仿真分析，驗(yàn)證了徑向懸浮力產(chǎn)生的原理；分析計(jì)算了徑向懸浮力分別和徑向懸

3、浮力繞組中電流以及永磁體厚度之間的關(guān)系，研究結(jié)果為電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　 3.根據(jù)4kW無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)控制要求，在功率開關(guān)管、整流二極管和濾波電容等重要器件的選型上進(jìn)行了分析，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了包含功率逆變電路、光耦隔離電路、故障保護(hù)電路等硬件電路。
　　 4.根據(jù)無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制原理和數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的構(gòu)成并簡(jiǎn)化了數(shù)字控制系統(tǒng)。應(yīng)用TI公司的TMS320