無軸承同步磁阻電機參數設計及數字控制技術研究.pdf

1、電機的無軸承技術是近代高速電氣傳動領域里的重要研究方向,廣泛的應用于永磁同步電機、交流異步電機和同步磁阻電機。無軸承電機具有無摩擦磨損、無需潤滑,無污染、壽命長、高速、高精等特點。特別是無軸承同步磁阻電機除具備一般無軸承電機的優(yōu)點外,還具備結構簡單、轉矩密度高、動態(tài)響應快、低轉矩脈動、運行可靠等優(yōu)點。因此無軸承同步磁阻電機在生物制藥、食品化工、新能源、航空航天等領域有更廣泛的應用前景。研究同步磁阻電機的無軸承技術具有特殊的工程應用價值和

2、經濟優(yōu)勢。
　　 無軸承同步磁阻電機控制系統是一個系統工程,結合了數字控制技術、電力電子技術和電機技術,其中無軸承同步磁阻電機的本體設計是該系統的關鍵技術。本文在國家自然科學基金項目(60974053)等資助下,對無軸承同步磁阻電機數學模型、無軸承同步磁阻電機本體設計及數字控制方面開展了專題研究。
　　 首先,在分析無軸承同步磁阻電機徑向懸浮力和電磁轉矩產生原理的基礎上,采用麥克斯韋張量法分段積分推導電機徑向懸浮力數學模

3、型,并分析了無軸承同步磁阻電機的電壓方程、磁鏈方程、轉矩方程和運動方程。
　　 其次,根據無軸承同步磁阻電機的雙繞組結構,引入轉矩繞組磁感應強度基波系數Cred和輸出轉矩系數Kred,采用傳統電機定子繞組“二分法”設計功率為1.0kW,轉矩繞組極對數為2,徑向懸浮力繞組極對數為1的無軸承同步磁阻電機。利用Ansoft有限元分析軟件,對電機的懸浮機理、性能和結構參數進行分析驗證,仿真結果驗證無軸承同步磁阻電機設計方法的科學性。