具有被動(dòng)磁力軸承的無(wú)刷直流電機(jī)及其控制技術(shù)研究.pdf

1、沈陽(yáng)1一業(yè)大學(xué)碩十學(xué)位論文摘要用磁力軸承取代傳統(tǒng)機(jī)械軸承是實(shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)機(jī)械磨損和噪聲目標(biāo)的重大步驟，近年來(lái)己經(jīng)開(kāi)始在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和某些特殊領(lǐng)域中得到應(yīng)用。以電磁軸承支承電機(jī)和將電磁軸承、電機(jī)一體化的無(wú)軸承電機(jī)具有承載能力高、懸浮特性可控等優(yōu)點(diǎn)，但是其復(fù)雜的控制系統(tǒng)、數(shù)目眾多的電子器件降低了系統(tǒng)可靠性，增加了成本，從而限制了其應(yīng)用范圍。因此在實(shí)現(xiàn)軸承穩(wěn)定懸浮基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化軸承電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本具有重要的實(shí)用價(jià)值。被動(dòng)磁軸承是利

2、用永磁材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)力將轉(zhuǎn)軸懸浮起來(lái)工作的一類(lèi)磁力軸承，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、無(wú)磨損、能耗小等突出優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。雖然被動(dòng)磁軸承不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸在所有自由度上的懸浮，但以其為主要支承方式的軸承系統(tǒng)在引入某一補(bǔ)償以后即可實(shí)現(xiàn)懸浮目標(biāo)。本文的研究目的就是對(duì)以被動(dòng)磁軸承為主體的軸承電機(jī)系統(tǒng)的懸浮及控制進(jìn)行研究。木文的研究工作是針對(duì)一種被動(dòng)磁力軸承電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其控制而展開(kāi)的。首先利用有限元方法分析了永磁軸承的力學(xué)特性，對(duì)

3、其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，提出了一種徑向穩(wěn)定的磁軸承結(jié)構(gòu)然后針對(duì)其軸向自由度的約束問(wèn)題研究了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的特性，利用無(wú)刷直流電機(jī)因軸向偏移引起的軸向磁拉力作為被動(dòng)磁軸承軸向力的補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)軸承電機(jī)系統(tǒng)的懸浮最后設(shè)計(jì)了以無(wú)刷直流電機(jī)專(zhuān)用控制芯片ML4425為核心的軸承電機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)研制的樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證了所研究的被動(dòng)磁軸承電機(jī)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)懸浮，達(dá)到期望的性能指標(biāo)。關(guān)鍵詞:被動(dòng)磁力軸承，力學(xué)特性，有限元方法，無(wú)刷直流

4、電機(jī)獨(dú)創(chuàng)性說(shuō)明木人鄭重聲明:所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果，也不包含為獲得沈陽(yáng)s業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名:萬(wàn)乙孟.國(guó)日期:耐如月1240關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定