摘要：无轴承电机运行时由于负载扰动使其转子产生的径向偏心影响了其稳定悬浮性能,因此如何采取直接有效的方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮成为无轴承电机研究的重点。文中对无轴承电机中的麦克斯韦力进行详细研究后,根据径向偏心位移和径向悬浮力之间的关系,基于可控径向悬浮力产生的机理,采用转子磁场定向,对转子偏心位移的控制提出了一种全新的控制方法:无轴承永磁同步电机转子偏心位移的直接控制,并设计了相应的控制系统。仿真结果表明,该方法有效地提高了无轴承电机稳定悬浮运行的动、静态性能,实现了对转子偏心位移的直接控制。

摘要：无轴承永磁同步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现无轴承永磁同步电机的线性化解耦控制,是无轴承永磁同步电机稳定运行和走向实用化的关键。将神经网络具有的特点(对非线性系统的逼近能力以及对系统参数变化的适应能力)与逆系统方法的特点(解耦线性化)相结合,提出了基于神经网络的无轴承永磁同步电机逆系统解耦控制方法。通过用静态神经网络加积分器来构造无轴承永磁同步电机的逆系统,将无轴承永磁同步电机动态解耦成位移子系统和转速子系统分别设计调节器进行控制,然后运用线性系统理论进行综合。仿真及实验结果表明,系统具有良好的鲁棒性和动静态解耦性能。

摘要：对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行过程中产生的偏心位移,以最大偏心方向作为横坐标方向,建立转子偏心的动态坐标系。在该坐标系下采用麦克斯韦应力张量法建立径向悬浮力数学模型。在该模型基础上,提出一种针对转子偏心位移的直接控制策略,设计相应控制器;在MATLAB环境中对BPMSM进行了起动、阶跃响应等仿真试验,并进行了初步试验研究。仿真及试验结果表明采用这种方法进行建模和控制,电机转子能够稳定悬浮,电机具有良好的动、静态特性,验证了控制方法的有效性。

摘要：无轴承永磁电机径向悬浮力与电机绕组结构、永磁体厚度及悬浮力绕组中电流等存在着复杂关系,研究这些关系对电机优化设计具有重要参考价值。该文在介绍了无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,推导了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下,改变径向悬浮力绕组中的电流,电机气隙磁路分布状况;在电机气隙不变,改变永磁体厚度,计算和分析了径向悬浮力与永磁体厚度之间的关系;在电机转矩绕组极对数pM=2不变的情况下,对径向悬浮力绕组采用一对极pB=1和三对极pB=2方式绕制,计算和比较产生的径向悬浮力和麦克斯韦力大小。对pM=2,pB=3的实验样机,在静态悬浮状态下,测试了径向悬浮力和径向悬浮力绕组电流之间的关系,实验结论验证了ANSYS软件计算结果的正确性。

摘要：针对无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的成功解耦是电机稳定悬浮工作的关键问题。在给出了无轴承异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旋转部分的数学模型,并采用转子磁场定向控制策略设计了无轴承异步电机矢量控制系统,利用Matlab/Simulink工具箱对该控制系统进行了仿真。仿真试验表明,该控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦控制,电机具有良好的动、静态性能。

摘要：为解决密封泵系统中泵体的密封性问题,提出采用无轴承电动机替代传统电动机构成新型无轴承密封泵方案,研制无轴承电动机成为其关键.阐述了无轴承密封泵中永磁型无轴承电动机转子悬浮原理,并给出电磁转矩和径向悬浮力数学模型.根据无轴承永磁同步电动机控制系统功能框图,构建无轴承永磁同步电动机数字控制系统,为了使控制系统软件与硬件之间互相配合,设计并使用人机交互界面对无轴承永磁同步电动机控制系统中转速、PID控制器等参数进行实时在线调试和控制.样机试验结果表明:使用人机交互界面进行试验调试,能够快速地达到预期目标,转子转速为1 200 r/min,转子轴心在平衡位置中心(0,0)附近振动,径向偏心位移振动幅值控制在50μm范围之内,满足对无轴承永磁同步电动机数字控制系统进行实时在线调试和控制的要求,对无轴承密封泵的研制与应用具有重要的理论意义和实用价值.

摘要：针对传统PID控制策略在无轴承交替极永磁电机处于非线性工作状态时控制的不足之处,在深入研究自抗扰控制理论及电机悬浮机理基础上,考虑到电机非线性工作状态时悬浮系统修正的数学模型和实现非线性状态下电机稳定悬浮的实际需要,将自抗扰控制理论引入到电机悬浮系统转子径向控制中,设计了电机转子径向位移自抗扰控制器。依据原理样机参数搭建了Matlab/Simulink仿真系统,充分考虑电机实际运行中可能受到的干扰,研究了在阶跃扰动、脉冲扰动、不同转速下正弦扰动及白噪声扰动等扰动作用下的悬浮性能。仿真结果表明,自抗扰控制悬浮系统动态响应快、抗干扰能力强、对电机参数变化有较好鲁棒性。该控制算法对普通无轴承电机、磁轴承电机悬浮系统设计具有一定借鉴作用。

摘要：介绍了无轴承永磁同步电动机径向悬浮力产生原理。通过对比各种永磁体材料的性能和不同转子磁路结构特点,确定采用钕铁硼稀土永磁体,选择转子表面凸装式结构;从理论上分析了径向悬浮力与永磁体厚度、径向悬浮力绕组电流之间的关系;采用有限元方法,在考虑磁路饱和及非线性情况下,对实验样机径向悬浮力进行了计算和分析。研究结果对无轴承永磁同步电动机如何获得最大径向悬浮力以及电动机的优化设计具有参考价值。

摘要：无轴承薄片转子永磁电动机在特殊的液体传输领域具有广泛的应用前景。本文首先介绍了电动机的工作原理,推导了电机的径向悬浮力数学模型;然后用有限元Ansys软件,分析了电机转矩绕组和径向悬浮力绕组分别产生的磁场以及合成磁场的分布情况,来验证径向悬浮力产生的原理。最后分析计算了电机在转矩绕组电流不变时径向悬浮力和径向悬浮力绕组中电流的关系;并分析了在气隙不变时径向悬浮力与永磁体厚度之间的关系,以及在永磁体厚度不变的条件下,径向悬浮力和气隙大小之间的关系。研究结果对无轴承永磁薄片转子电机的优化设计具有参考价值。

摘要：无轴承永磁同步电机径向悬浮力与永磁体厚度和气隙长度有关,研究径向悬浮力与这些参数之间的关系对电机优化设计具有重要意义。该文在介绍径向悬浮力产生机理的基础上,针对转矩绕组极对数PM=1,悬浮力绕组极对数PB=2的样机,从理论上分析了径向悬浮力与永磁体厚度和气隙长度之间的关系,并采用有限元方法(FEM)对此关系进行了验证。研究结果对于电机的优化设计具有参考价值。