無軸承永磁同步電機控制系統(tǒng)的研究與仿真.pdf

1、隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展，對高速度大功率的電動裝置的需求越來越迫切，特別是在醫(yī)學、生物工程，數(shù)控機床，壓縮機等上的應用。而傳統(tǒng)的電機并不能滿足這種需求。所以，磁懸浮軸承發(fā)展了起來，它具有無接觸、不需要潤滑、無磨損等優(yōu)點，并得到了的應用。然而在實際應用中由于磁懸浮軸承的尺寸往往比驅動電機本身要大，較大的軸向長度導致它的臨界轉速下降。因此，高速驅動器也是很難實現(xiàn)的。直到無軸承電機的出現(xiàn)，無軸承電機是將磁懸浮軸承技術融合于高速電機中，把磁軸承

2、中產(chǎn)生徑向力的繞組同樣的疊壓到電機的定子繞組上，因此，在電機輸出功率相同的情況下，無軸承電機的軸向長度要比具有磁懸浮軸承電機要短的多，這就使高速運轉變得可行了。永磁同步電機因為具有強磁化特性的磁體和即使是在高速旋轉狀態(tài)下，磁體仍很好保持的可靠機械結構的特點，再加上本身具有高功率因素，高效率等優(yōu)點，使得它在無軸承化技術中得到了廣泛得研究和應用。 本文的工作主要是研究無軸承永磁同步電機的控制系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)的設計和系統(tǒng)仿真。

3、 首先，介紹了無軸承電機的基本原理及徑向力產(chǎn)生機理，并且推導了無軸承永磁同步電機的數(shù)學模型，分析了徑向力繞組上電流和電壓的關系。接著，討論了系統(tǒng)控制策略問題，最終選擇了采用轉子磁場定向控制策略對無軸承電機進行解耦控制，根據(jù)無軸承永磁同步電機的數(shù)學模型，在Matlab/Simulink中對控制系統(tǒng)進行仿真，仿真結果表明了轉子可以穩(wěn)定懸浮，且具有很好的動態(tài)特性。最后，設計并制作了系統(tǒng)控制電路PCB，并結合數(shù)字控制系統(tǒng)DSP(TMS320L