文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
无轴承永磁同步电机优化设计及控制研究
姓名:姜敞
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:朱熀秋
20070601
摘要无轴承永磁同步电机具备磁轴承和永磁同步电机的特点,利用径向力绕组和电机转矩绕组叠绕于电机定子中,通过控制产生径向悬浮力。永磁同步电机具有结构简单,不需要励磁绕组,高功率因素和高效率等优点。医此,将无轴承技术应用于永磁电机在半导体制造业、生物工程、航空航天等其它领域实现无轴承运行具有广阔的应用前景。本文重点开展了对无轴承永磁同步电机的优化设计和控制系统研究,推导了无轴承永磁同步电机的数学模型,对无轴承永磁同步电机的控制系统进行了仿真研究,并设计了数字控制的软件系统,具体完成的研究工作如下:首先,阐述了无轴承永磁同步电机工作原理和径向力产生机理,推导出电机旋转部分和径向悬浮力的数学模型。利用有限元方法分析模型,验证无轴承永磁同步电机悬浮原理。在永磁体退磁限制下,分析得出转矩和径向力作用下最关键的退磁区域,推导验证了退磁限制下的磁感应密度和电流的关系,并对无轴承永磁同步电机进行了优化设计。其次,根据数学模型和控制策略,运用/构建出仿真系统,对无轴承永磁同步电机的启浮特性进行仿真分析,仿真试验表明不仅可以实现转予稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦。最后,基于构建的数字控制系统的硬件,开发了数字控制的软件系统,详细介绍了相应的软件算法流程图。以二自由度无轴承永磁同步电机为实验样机,对软件进行调试,锝出分析了实验结果。关键词:无轴承永磁同步电机,有限元分析,控制策略,数字控制江苏大学硕士学位论文·国家自然科学基金资助项目.
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