無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩直接懸浮力雙SVPWM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)(Bearingless Permanent Magnetic Slice Motor，BPMSM)是結(jié)合無(wú)軸承電機(jī)技術(shù)、永磁同步電機(jī)技術(shù)、薄片轉(zhuǎn)子技術(shù)于一體的新型高性能電機(jī)。有著密封性能高、轉(zhuǎn)速超高、定轉(zhuǎn)子間無(wú)機(jī)械摩擦、電能轉(zhuǎn)換效率高、維護(hù)周期以及工作壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制方便等多方面優(yōu)越特性。在化工半導(dǎo)體領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、生物制藥科技、飛輪儲(chǔ)能、航空航天、以及高純度制造工業(yè)領(lǐng)域等有著極大的應(yīng)用價(jià)值。
　　BP

2、MSM是一種非線性、強(qiáng)耦合、電磁關(guān)系復(fù)雜的控制對(duì)象，要實(shí)現(xiàn)其精確控制，首先要對(duì)轉(zhuǎn)矩與懸浮力進(jìn)行解耦。采用矢量控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩與懸浮力的精確解耦，但同時(shí)也給控制系統(tǒng)帶來(lái)大量的復(fù)雜的矢量變換計(jì)算，不利于控制系統(tǒng)性能的提高。直接轉(zhuǎn)矩控制理論有著算法不復(fù)雜，魯棒性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠彌補(bǔ)矢量控制存在的不足。本文將傳統(tǒng)永磁電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本理論與方法應(yīng)用于無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)的轉(zhuǎn)矩繞組控制子系統(tǒng)與懸浮力繞組控制子系統(tǒng)中。
　　本文主要在控制

3、策略方面做出了深入的研究。在完成以下幾個(gè)方面工作的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了BPMSM直接轉(zhuǎn)矩直接懸浮力控制系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　(1)分析了BPMSM旋轉(zhuǎn)與懸浮原理，根據(jù)麥克斯韋張量法，構(gòu)建了其數(shù)學(xué)模型。
　　(2)闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，介紹了空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)，將結(jié)合了電壓矢量調(diào)制技術(shù)的直接轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)用到轉(zhuǎn)矩繞組控制子系統(tǒng)中，推導(dǎo)了相關(guān)環(huán)節(jié)算法，給出了具體實(shí)現(xiàn)步驟，構(gòu)建了BPMSM直接轉(zhuǎn)矩控制子系統(tǒng)。
　　(3)分析

4、了轉(zhuǎn)矩控制與懸浮力控制間的相似性，將直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理應(yīng)用到懸浮力控制中，結(jié)合以電壓矢量調(diào)制技術(shù)，構(gòu)成了新型直接徑向懸浮力控制子系統(tǒng)。同時(shí)推導(dǎo)了該子系統(tǒng)的相關(guān)算法與實(shí)現(xiàn)步驟。在Matlab軟件中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了無(wú)軸承永磁薄片電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩直接徑向懸浮力雙SVPWM控制系統(tǒng)的正確性，同時(shí)驗(yàn)證了該電機(jī)系統(tǒng)在直接力、轉(zhuǎn)矩控制下獲得了良好的運(yùn)行性能。
　　(4)對(duì)建立的BPMSM直接轉(zhuǎn)矩直接懸浮力控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件與軟件設(shè)計(jì)，搭建了該控