永磁型無軸承電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、永磁型無軸承電機是永磁交流電機與電磁軸承相結(jié)合的產(chǎn)物。它是根據(jù)交流電機定子與電磁軸承結(jié)構(gòu)的相似性，把電磁軸承中產(chǎn)生懸浮力的繞組直接嵌入交流電機定子內(nèi)部，利用懸浮繞組產(chǎn)生的氣隙磁場來改變電機原有氣隙磁場的分布，使其中一部分磁場增強，與其相對的部分磁場減弱，這樣，不平衡的氣隙磁場將在電機轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一沿氣隙磁場增強方向上的懸浮力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的懸浮。永磁型無軸承電機具有無摩擦、無磨損、無潤滑、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、功率密度大等一系列優(yōu)點，在生命科學、

2、航空航天領域具有潛在的應用前景，因而受到各國學者的高度重視。 永磁型無軸承電機根據(jù)其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為表貼式、插入式、內(nèi)置式等種類，其中表貼式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子由于具有結(jié)構(gòu)簡單、永磁體易于優(yōu)化設計、隱極電磁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點已成為當今永磁型無軸承電機研究的熱點。本文對表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁型無軸承電機控制系統(tǒng)進行了較為深入的研究。 文章針對傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場定向解耦控制策略懸浮力算法復雜、懸浮力與控制電流不具有線性關(guān)系的缺陷

3、，基于懸浮力產(chǎn)生機理，提出了一種基于轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁場定向的解耦控制策略，有效解決了轉(zhuǎn)子磁場定向控制所存在的缺陷。 針對傳統(tǒng)懸浮控制子系統(tǒng)存在懸浮力延時的缺陷，基于經(jīng)典控制理論中的前饋控制思想，在懸浮控制子系統(tǒng)中引入懸浮力前饋補償控制環(huán)節(jié)，有效地消除了懸浮力延時。 最后針對機械式位移傳感器固有缺陷影響電機轉(zhuǎn)子懸浮性能的問題，根據(jù)懸浮繞組氣隙磁鏈互感分量中含有轉(zhuǎn)子徑向位移信息的特點，提出了一種旋轉(zhuǎn)坐標系中利用懸浮繞組氣隙磁鏈