無軸承盤式電機建模與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、無軸承盤式電機又名無軸承永磁薄片電機，是一種新型的無軸承電機。電機永磁轉(zhuǎn)子被制成獨特的盤式結(jié)構，可實現(xiàn)五自由度的穩(wěn)定懸浮。它繼承了傳統(tǒng)磁軸承的一系列優(yōu)點，無接觸、無磨損、無需潤滑、使用壽命長、低噪音、超潔凈，又兼具永磁同步電機功率密度大、功率因數(shù)高等優(yōu)點，同時電機本身的結(jié)構還使其具有高密封性、小型化、易控制等新的優(yōu)良特性。由該種電機驅(qū)動的離心泵與傳統(tǒng)驅(qū)動方式相比具有顯著優(yōu)勢，能實現(xiàn)液體的密封式傳輸，這些優(yōu)勢使得無軸承盤式電機能夠應用在生

2、物醫(yī)藥工程、半導體加工制造、化學化工生產(chǎn)、航空航天設備制造和生命科學等領域，以及許多需要對潔凈的液體密封處理的場合，因此該種電機具有寬廣的應用前景和及其重要的實用價值。
　　本論文針對無軸承盤式電機的數(shù)學模型和數(shù)字控制系統(tǒng)，從理論到試驗作了較為深入的研究，研究內(nèi)容主要分為以下幾個部分:
　　首先，介紹無軸承電機和無軸承盤式電機的整體發(fā)展狀況，包括研究歷史與現(xiàn)狀、電機的應用領域，以及目前需要關注的關鍵技術。在分析無軸承盤式電機

3、工作原理的基礎上，針對無軸承盤式電機轉(zhuǎn)子運動時的偏心位移，建立了新的轉(zhuǎn)子偏心坐標系，在該坐標系下利用麥克斯韋應力張量法推導了徑向懸浮力模型。利用有限元分析軟件，將徑向懸浮力分析結(jié)果與數(shù)學模型計算值相比較，驗證了所建立的懸浮力數(shù)學模型的準確性。在轉(zhuǎn)子偏心坐標系下，利用偏心位移直接控制和懸浮力繞組電流直接控制法，分別實現(xiàn)了懸浮力控制。
　　其次，給出無軸承盤式電機的機械結(jié)構圖，設計并組裝無軸承盤式電機試驗樣機。設計無軸承盤式電機數(shù)字控