五自由度盘式无轴承电机运行机理与优化准则研究

作     者：裴同豪 李大伟 刘嘉韵 孔武斌 曲荣海 PEI Tonghao;LI Dawei;LIU Jiayun;KONG Wubin;QU Ronghai

作者机构：华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430000 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2022年第42卷第20期

页      码：7588-7598页

摘      要：五自由度盘式无轴承电机(five degrees of freedom controlled bearingless axial flux motor,5-DOF BLAM)因其可以依靠电磁力实现转子全自由度的主动悬浮,且具有无摩擦、无污染、免维护、寿命长等优点,在医药、半导体、航空航天等领域有潜在的应用前景,受到研究人员的广泛关注。根据转子所带负载的不同,5-DOF BLAM各自由度对主动悬浮力、力矩的要求也不同。因此,优化5-DOF BLAM使其能够在最小的悬浮电流下满足转子负载对各自由度主动悬浮力、力矩的需求是5-DOF BLAM设计中的重要环节。该文对任意转子极对数下5-DOF BLAM各自由度的悬浮机理进行分析,并根据分析结果给出3条5-DOF BLAM通用的控制与设计准则。然后,基于所得通用准则设计一款转子7对极的5-DOF BLAM,并对其进行有限元分析。分析结果证明了前两条通用准则的正确性。同时,仿真分析不同定转子内外径与裂比下,5-DOF BLAM各自由度主动悬浮力、力矩的变化规律,证实了第3条通用准则的正确性。最后,基于样机与实验平台测试了该文设计的5-DOF BLAM的悬浮过程。实验结果表明,该文设计的5-DOF BLAM能够根据通用准则实现各自由度独立解耦控制,5-DOF BLAM转子能够实现五自由度稳定悬浮。

主 题 词：盘式无轴承电机 五自由度 通用准则 机理分析 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.211748

馆 藏 号：203115260...