文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
磁悬浮飞轮驱动电机系统设计
姓名:高健
申请学位级别:硕士
专业:航空宇航科学与技术
指导教师:刘昆
20061101
摘要磁悬浮飞轮是一种新型的空间飞行器姿态控制执行机构。根据磁悬浮飞轮对驱动系统的要求,本文采用外转子、电枢无铁心结构的永磁无刷直流电机魑F淝电机,围绕驱动电机的本体设计、控制系统、损耗和温升等问题,对这种新型结构的永磁无刷直流电机进行了系统研究。论文根据磁悬浮飞轮对驱动系统的要求,提出磁悬浮飞轮驱动电机采用外转子、电枢无铁心永磁无刷直流电机的特殊结构形式。针对该结构形式的永磁无刷直流电机,给出了它的基本电磁关系,基于磁路法来对其进行了电磁设计,并对电机的气隙磁通密度进行了邢拊<扑惴治觥根据磁悬浮飞轮驱动电机的应用要求,基于双闭环调速系统结构,分别设计了传统控制器和模糊控制器,并对两种控制器进行了仿真,对比了它们的控制效果。在分析计算磁悬浮飞轮驱动电机的基本损耗的基础上,建立定子电枢的热路模型,对绕组的涡流损耗和定子电枢各部分温升的情况进行了计算分析。利用磁悬浮飞轮系统实验平台,对驱动电机进行了升速实验、降速实验和温升实验。实验结果表明:这种特殊结构的永磁无刷直流电机作为磁悬浮飞轮的驱动电机,能够满足飞轮的要求,在卫星等航天器上具有良好的应用前景。关键词:磁悬浮飞轮永磁无刷直流电机电磁分析电机控制损耗温升国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第.
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图目录图永磁无刷直流电机拓扑结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图磁悬浮飞轮系统结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图磁悬浮飞轮驱动电机实体示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图永磁体等效成磁通源图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图永磁体等效成磁动势图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图驱动电机转子横截面的周向展开图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图驱动电机磁钢安置环的周向展开图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图气隙磁路的漏磁系数计算的示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图缁W又嵯蚱拭嫱肌图邢拊7治鋈砑﨧治霾街枋疽馔肌图蚧蟮牡缁懦》⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图刻、、号钢、不锈钢、磁化曲线⋯⋯⋯⋯⋯.图蠼馇虻谋呓缣跫疽馔肌图砑﨧分析所得的气隙磁通密度曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图无刷直流电机动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模糊控制的基本原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图有位置传感器无刷直流电机控制方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图直流电机动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图双环调速系统动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图近似处理后的转速动态结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模糊控制器的结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图肽:刂破鞯奈匏⒅绷鞯缁魉傧低晨蛲肌图淙肓科ú頔的隶属函数图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图涑隹刂屏縐的隶属函数图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯双闭环调速系统仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯带模糊控制器的双闭环调速系统仿真结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图ū栈返魉傧低撤抡娼峁图:刂破鞯乃ū栈返魉傧低撤抡娼峁图线圈尺寸示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图永磁材料典型的内禀曲线及退磁曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图无刷直流电机等效电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图刂葡低吃砜蛲肌图国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第
图均质物体的发热曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图驱动电机定予简化结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图驱动电机定子尺寸示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图等效热路模型示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯砑低匙槌赡?椤刃嚷贩抡嫱肌图磁悬浮飞轮驱动电机的实物照片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图驱动电机和磁悬浮飞轮组装后的实物照片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图磁悬浮飞轮系统实验平台结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图磁悬浮飞轮系统实验平台实景图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图角动量为·拇判》陕值纳偈笛榍摺图角动量为·拇判》陕值慕邓偈笛榍摺图角动量为的磁悬浮飞