摘要：磁悬浮电机技术因其优异的悬浮特性和高效能源利用,日益成为现代精密工程和运输系统中的关键技术。本文详细探讨了磁悬浮电机的设计要点、控制策略、以及性能和检测方法,重点分析了电磁支持力的计算、结构设计优化、无需传感器的控制技术实施,以及实时控制系统的基础设施与程序结构。通过对这些技术参数和方法的深入分析,揭示了提升磁悬浮电机性能和稳定性的关键因素,为磁悬浮电机的设计与优化提供科学依据和实践指导,推动其在更广领域的应用和发展。

摘要：提出一种新型轴向分相永磁式磁悬浮飞轮电机,利用轴向分相的两套悬浮绕组实现飞轮转子四自由度悬浮,并克服了磁悬浮电机研究中存在的悬浮力与转矩强耦合以及悬浮力产生死区问题。在阐述该飞轮电机基本结构及其悬浮磁路与转矩磁路解耦设计基础上,采用三维有限元分析了电机内磁场分布、电感、转矩、悬浮力等关键性能,研制了一台额定功率为3kW的实验样机,给出了电机在径向扰动和升速等工况下径向两自由度位移以及位移与转速之间的解耦性能,结果验证了所提结构和理论分析的正确性。

摘要：针对某型号磁悬浮永磁电机转子磁环胶接强度不能满足工作要求的问题,提出采用M46 J/L1000复合材料缠绕加强环的保护设计方案,根据工艺实验结果,利用有限元分析软件***/Nastran对该结构进行应力和形变分析,并确定了合适的成形工艺参数,完成了转子加强环试验件的制作。结果表明:M46 J/L1000复合材料体系满足材料组分要求,缠绕复合材料加强环结构满足磁悬浮电机转子在72 000r/m in高速转动时强度和变形要求。

摘要：磁悬浮电机是近年来在普通电机基础上发展起来的一种新型结构电机,它利用同一组线圈来实现电机的旋转和转子的悬浮,因此这种电机具有体积小、结构简单、无接触、寿命长等优点.介绍的轴向磁悬浮电机采用的结构是转子悬浮在两个盘式定子之间,转子的轴向位移和转速主动控制,其他的自由度采用被动控制,因此相对于径向磁悬浮电机来说这种结构更紧凑、控制更简单,因此非常适用于对体积和力矩要求严格的航空领域.介绍了一种用于小卫星姿态控制的微型磁悬浮电机的设计方法.这种电机的两个主要参数是轴向悬浮力和电机的转矩,为了对其进行优化,采用三维有限元软件对电机进行了仿真计算.

摘要：为解决高速磁悬浮电机三段式转子的动力学分析问题,基于Workbench有限元仿真平台完成了三段式转子建模、模态振型计算、坎贝尔图求解、不平衡响应分析。总结讨论了关键因素对三段式转子的动力学特性的影响规律,并通过模态试验对转子建模的合理性进行了验证。仿真结果与实验结果误差在5%,证明了建模及分析方法的可靠性,为应用在高速磁悬浮电机上同类转子的进一步优化设计和不平衡响应抑制提供理论参考。

摘要：以磁悬浮开关磁阻电动机为对象,研究了其转子径向两自由度悬浮力系统的解耦和控制。根据电磁场理论的虚位移定理,建立了磁悬浮开关磁阻电动机径向悬浮力的数学模型。针对该模型具有非线性、多变量和强耦合的特点,采用非线性控制的微分几何方法来设计出解耦规律,通过该解耦规律的补偿,将原系统解耦和完全线性化。对解耦得到的线性子系统,应用滑模变结构控制理论来设计控制器,以获得转子的高精度稳定悬浮。仿真结果验证了该控制策略的有效性。

摘要：为实现磁悬浮电机的稳定悬浮运行,研究一种基于最优控制理论的控制器设计策略。在分析磁悬浮电机结构和工作原理的基础上,建立悬浮转子的运动方程,构建以气隙偏移量和控制电流为状态变量的系统状态方程,经线性化处理后,采用最优控制理论,设计闭环控制器。构建闭环系统仿真与试验平台并进行仿真与试验研究,测量径向位移和转子几何中心运动轨迹波形。仿真和实验研究结果表明,基于最优控制理论的闭环控制器可实现磁悬浮电机的稳定悬浮运行,并具有较好的动静态性能。

摘要：磁悬浮开关磁阻电机是一个复杂的非线性强耦合系统,且运行过程中容易出现磁饱和现象,增大了数学模型建立及解耦控制的难度。针对上述问题,在利用有限元方法分析其磁场及电磁力特性的基础上,计算了一种对电机磁路线性及饱和状态均适用的新数学模型。分析了系统的可逆性,采用神经网络逆实现了转矩和两自由度径向力的解耦。使用dSPACE系统试验验证了该方法的正确性和有效性,可以弥补现有基于无磁饱和假设的各种建模及相应的解耦控制方法不适用于BSRM磁饱和工况的缺陷,也可以为电机的运行特性分析、本体优化设计以及控制策略研究提供更准确的理论依据。

摘要：为了实现磁悬浮开关磁阻电机径向二自由度悬浮力与旋转力三者之间的完全解耦,首先对系统的数学模型进行了可逆性分析,证明该系统在一定条件下可逆,在此基础上应用神经网络逆系统方法,将非线性、强耦合的多变量系统转变成3个彼此无耦合的伪线性子系统,最后应用线性系统控制原理和智能控制理论,对这3个子系统设计了闭环专家PID控制器。仿真结果表明,系统具有良好的动静态性能。

摘要：设计了一种适合于婴幼儿患者应用的磁悬浮心室辅助装置,该装置和通常适用于成年患者的磁悬浮心室辅助装置相比,其器械体积要足够小,故设计了一种微型化轴向气隙磁悬浮电机,并提出采用p±2极算法实现径向位置控制,且通过磁场分析的方法验证了微型化轴向磁悬浮电机径向位置控制方法的可行性。在结构方面:提出的该双定子电机由结构相同的顶部定子与底部定子及一个位于定子中间的悬浮转子构成,其中,双定子结构可以大大减小电机的体积、增大气隙和转矩。在控制方面:转子的转速和轴向位移可由矢量控制方法实现其独立控制,而转子的倾斜量和径向位移可通过提出的p±2极算法实现,由此表明所设计的电机外径为28 mm,高为41 mm的轴向气隙双定子电机可实现其在五个自由度上的完全控制。