定子永磁型無軸承電機的設(shè)計與分析.pdf

1、無軸承電機集驅(qū)動與自懸浮功能于一體，是目前高速及超高速電機研究領(lǐng)域的前沿。無軸承開關(guān)磁阻電機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點，但其效率和功率密度低于無軸承永磁電機;而傳統(tǒng)的無軸承永磁電機，永磁體置于轉(zhuǎn)子，電機高速運轉(zhuǎn)時永磁體散熱和機械牢固性問題不容忽視。本文將無軸承開關(guān)磁阻電機的簡單結(jié)構(gòu)和無軸承轉(zhuǎn)子永磁型電機的高效率相結(jié)合，提出并研究了一種新型的定子永磁型無軸承(Stator permanent magnet bearingless，簡稱SP

2、MB)電機，并對雙繞組SPMB電機進行了優(yōu)化設(shè)計，推導(dǎo)了徑向懸浮力數(shù)學(xué)模型，試制了實驗樣機，為該電機的進一步控制系統(tǒng)研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1、提出了雙繞組SPMB電機，對電機的運行原理以及懸浮原理進行了分析;
　　2、闡述了雙繞組SPMB電機通用設(shè)計方法，結(jié)合具體的設(shè)計參數(shù)給出了12/8極雙繞組SPMB電機的初始尺寸;
　　3、利用簡單磁路法分析了雙繞組SPMB電機的

3、等效磁路，推導(dǎo)了電機的徑向懸浮力數(shù)學(xué)模型;
　　4、利用有限元軟件對雙繞組SPMB電機模型進行了參數(shù)化建模，綜合電磁轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力輸出特性對永磁體磁化方向厚度進行了局部優(yōu)化，得到優(yōu)化后的電機模型。以此為基礎(chǔ)，分析了電機的磁場分布，驗汪了電機的懸浮原理，進一步分析了電機的電磁特性（空載磁鏈、繞組電感）、懸浮特性、轉(zhuǎn)矩特性以及轉(zhuǎn)子偏心對電機轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力輸出的影響;
　　5、提出了可以使控制電路進一步簡化的兩種共繞組SPMB