摘要：针对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行时转子悬浮不够稳定的问题,研究了影响BPMSM转子悬浮性能的主要因素,即转子径向悬浮力模型。依据位移补偿控制理论和角坐标系的概念,建立了新的转子偏心坐标系。在转子偏心坐标系下,基于麦克斯韦应力张量法,利用积分和三角变换推导了转子径向悬浮力模型,并设计悬浮力绕组电流直接控制系统。建立电机的有限元模型,通过对比径向悬浮力的有限元分析结果与数学模型计算结果,验证了所推导数学模型的正确性与准确性。

摘要：针对无轴承永磁同步电机径向悬浮力之间存在的非线性、强耦合问题,提出基于神经网络逆系统方法的无轴承永磁同步电机径向悬浮力动态解耦控制策略。在分析无轴承永磁同步电机的工作原理和径向悬浮力产生机理的基础上,建立径向悬浮力的数学模型,并对该数学模型进行可逆性分析,证明此系统可逆。利用神经网络逆系统方法,将原来的非线性强耦合的多变量系统动态解耦成两个位置彼此无耦合的线性子系统,运用线性系统理论对线性子系统进行综合,设计系统的闭环控制器。在Matlab软件环境下构建仿真系统,并进行仿真研究和性能分析,仿真结果验证了该解耦策略的有效性。

摘要：无轴承异步电机是一个非线性、多变量、强耦合的复杂系统,要实现其稳定悬浮必须对转子上的径向悬浮力进行实时控制,因此准确的径向悬浮力数学模型是无轴承电机设计的基础。针对无轴承异步电机径向悬浮力数学建模的复杂性,提出了采用二基波法对径向悬浮力数学模型进行研究验证的方法。基于无轴承异步电机径向悬浮力产生原理,推导出径向悬浮力数学模型,采用有限元法对转速为6 000 r/min无轴承异步电机进行瞬态分析,仿真得出径向悬浮力在x,y轴上波形曲线。运用二基波法,对径向悬浮力数学模型值进行分析,结合仿真实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要：研究了一种单绕组的无轴承异步电动机的结构及其工作原理.与传统无轴承异步电动机的双绕组结构不同,采用一套绕组即可实现转子的旋转与悬浮.无轴承单绕组异步电动机是一个非线性、多变量、强耦合的复杂系统,要实现其稳定悬浮必须对转子上的径向悬浮力进行实时控制,因此悬浮力绕组的合理设置是单绕组无轴承电动机产生稳定的径向悬浮力的关键.文章对单绕组无轴承异步电动机的径向悬浮力、磁场分布进行了详细分析,并运用有限元软件进行了验证该单绕组无轴承异步电动机可行性.

摘要：无轴承永磁薄片电机悬浮力数学模型的精确与否直接影响其稳定悬浮运行的性能,因此,建立精确的悬浮力数学模型,是实现其高精度运行控制的前提条件。论文在介绍无轴承永磁薄片电机转子悬浮原理的基础上,推导了转矩绕组和悬浮力绕组在两相静止和两相旋转坐标系下的精确电感模型,并利用此精确电感模型在计及转子偏心的条件下建立了无轴承永磁薄片电机较为完整的径向悬浮力数学模型,最后设计了相应的数字控制系统进行实验研究。实验结果表明:该方法建立的控制系统悬浮力控制精度高,抗干扰能力强,系统具有良好的动、静态性能。

摘要：在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力数学模型;用有限元分析和计算方法,讨论了无轴承永磁同步电机在定子绕组相应等效电流作用的情况下,改变径向悬浮力绕组中电流、电机气隙磁路分布状况,并且在考虑磁路饱和及非线性情况下,计算了电机径向悬浮力与绕组中电流之间的非线性关系.研究结果对电机的优化设计及如何获得最大径向悬浮力提供了理论依据.

摘要：无轴承永磁同步电机是自身具有磁悬浮轴承功能的新型特种电机,是一个复杂的强耦合的非线性系统,建立无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机数学模型,是设计无轴承永磁同步电机控制系统的前提,实现其径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是电机稳定运行的基本条件。该文在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理的基础上,推导了径向悬浮力和电机数学模型,采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统,利用Matlab的Simulink工具箱构建了矢量控制系统,对无轴承永磁同步电机的转速、转矩及转子起浮性能进行了仿真。仿真结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且电机具有良好的动态性能。

摘要：针对无轴承同步磁阻电机中转矩绕组和径向悬浮力绕组设计的特殊性,提出了传统电机定子绕组的二分法.基于无轴承同步磁阻电机径向悬浮力产生原理,推导出径向悬浮力数学模型.采用二分法设计了功率为0.5 kW,转矩绕组极对数PM=2,径向悬浮力绕组极对数PB=1的无轴承同步磁阻电机试验样机.用ANSYS模拟了无轴承同步磁阻电机的磁场分布,确定径向悬浮力和定子转矩绕组及悬浮力绕组电流之间的关系,并得出电机气隙长度和磁场饱和对径向悬浮力的影响规律.结果表明:采用二分法设计的样机,当电机转矩绕组电流和径向悬浮力绕组电流为额定电流2.7 A,电机气隙为0.35 mm,转子径向悬浮力为200 N,能够实现转子悬浮.

摘要：交流主动磁轴承采用三相逆变器驱动,能够降低功放损耗,减小体积,降低磁轴承整体成本,且逆变器易于与DSP连接,实现磁轴承高速高精数字控制。在介绍交流磁轴承的结构和工作原理基础上,导出了磁轴承径向悬浮力的数学模型。依据试验样机需要满足的性能要求,对磁轴承主要参数进行了设计和优化,并利用Ansoft有限元软件对径向悬浮力进行了分析,最后对交流磁轴承进行了静态起浮和扰动实验。理论研究和试验表明,交流主动磁轴承的磁路结构设计合理,静态悬浮力和最大悬浮力满足性能要求,对研制高性能低成本交流磁轴承具有参考和应用价值。

摘要：无轴承永磁同步电机集成永磁电机和磁轴承的特性,具有无摩擦、无需润滑和密封、高速高精、寿命长等优点,在高速精密电主轴、飞轮储能、血液泵、化工泵等特殊电气传动领域具有潜在应用价值。该文首先阐述无轴承永磁同步电机转矩和径向悬浮力产生机理,再对其结构优化设计和数学建模进行详细总结和分析,并从磁场定向控制、悬浮力绕组独立控制、直接控制、非线性解耦控制等方面综述其控制策略,最后从电机优化设计、控制策略、无传感器技术、容错控制及应用领域等方面展望发展趋势。