无轴承同步磁阻电机悬浮原理与控制

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无轴承同步磁阻电机是一种既具有磁轴承优良性能,又兼备同步磁阻电机特点的一种新型电机,具有高速度、无接触、无润滑、无磨损等特点,与磁轴承支承的电机相比:电机轴向长度得到减小,临界转速得到提高,电机结构也得到简化。同步磁阻电机具有控制简单、坚固可靠、成本较低等一系列优势,另外,转子上省略了永磁体,也无励磁绕组,更加适合于高速应用领域,研究其无轴承技术更具有明显的工程应用价值。 本文围绕无轴承同步磁阻电机,开展原理与控制等方面研究,主要完成的研究如下: 首先,阐述了无轴承同步磁阻电机转子悬浮机理,采用虚位移原理,推导出由转矩子系统和径向悬浮力子系统构成的电机完整的数学模型,并采用ANSYS软件对原理进行了有限元分析和验证。 其次,采用反馈解耦控制方法,实现了多变量之间有效解耦控制,并进行了MATLAB环境下控制系统的仿真研究。 最后,设计和制作了控制系统的功率电路,基于TMS320F2812 DSP构建了数字控制系统,并开发了相关软件,进行了相应测试实验,为课题的进一步深入研究奠定了基础。
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