無軸承異步電機(jī)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、無軸承異步電機(jī)具備異步電機(jī)和磁軸承的特點(diǎn)，既可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩，又能產(chǎn)生支承轉(zhuǎn)子的徑向懸浮力，使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)無機(jī)械接觸旋轉(zhuǎn)。近幾年來，無軸承電機(jī)已應(yīng)用到高速機(jī)床電主軸、渦流分子泵、壓縮機(jī)、人工心臟泵和計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)等特殊傳動(dòng)領(lǐng)域，給很多難以實(shí)現(xiàn)的電氣傳動(dòng)提供了實(shí)現(xiàn)途徑。 無軸承異步電機(jī)是一個(gè)強(qiáng)耦合、非線性多變量復(fù)雜系統(tǒng)，本文重點(diǎn)開展了無軸承異步電機(jī)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立了無軸承異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，研究了基于磁場定向的無軸承

2、異步電機(jī)控制系統(tǒng)，對無軸承異步電機(jī)的無速度傳感器技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了數(shù)字控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容： 首先，介紹了無軸承異步電機(jī)徑向懸浮力的產(chǎn)生原理，推導(dǎo)了徑向懸浮力和電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的數(shù)學(xué)模型，懸浮原理及模型的準(zhǔn)確性通過有限元電磁場分析軟件ANSYS得到了驗(yàn)證。針對電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力之間的耦合特性，分析了無軸承異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場定向和氣隙磁場定向矢量控制系統(tǒng)，利用 Matlab/Simulink工具箱對兩種控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真

3、試驗(yàn)表明兩個(gè)控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮，而且基本實(shí)現(xiàn)了徑向懸浮力和旋轉(zhuǎn)力矩之間的解耦，并根據(jù)仿真結(jié)果對兩種磁場定向控制進(jìn)行了比較分析。 其次，提出了一種基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的無軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估算方法，并推導(dǎo)了轉(zhuǎn)速估算公式，構(gòu)成了無速度傳感器無軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)。利用Matlab/Simulink建立了仿真模型，并做了各種轉(zhuǎn)速下的仿真，通過仿真驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)具有較好的性能。 最后，基于