基于转子偏心坐标系的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力模型

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。     

径向二自由度混合磁轴承参数设计与分析

介绍了永磁偏磁径向磁轴承的结构及其悬浮力产生机理；用等效磁路法对混合磁轴承的磁路进行计算，得出了最大承载力的条件和数学表达式，给出了参数设计和计算过程；用有限元软件进行了仿真验算。研究结果表明：增大永磁体内部磁动势可提高轴承的承载力、稳定性及减小功放损耗；当偏磁磁通大于饱和磁通的一半时，实际承载力最大。     

无轴承无刷直流电机径向悬浮力精确数学模型

建立精确的径向悬浮力数学模型,对降低无轴承无刷直流电机系统复杂性、提高控制精度很有帮助。从无轴承无刷直流电机结构出发,详细阐述了其工作原理并建立了等效磁路。将永磁体磁动势等效为悬浮力绕组上的虚拟电流,进而推导了单自由度径向悬浮力的数学模型。最后对有限元分析得到的仿真结果和理论值进行了比较。为了得到更准确的结果,为位移刚度系数引入了修正系数,并再次对其进行了有限元验证。结果表明,所提出的无轴承无刷直流电机的径向悬浮力数学模型具有可行性和较高的精确性。     

三极磁轴承及其关键技术发展综述

三极磁轴承除了具有一般磁轴承的优点外,还具有体积小、功耗低、成本低等特点,因此在真空、超净、高速等场合具有广阔的应用前景。首先介绍了三极磁轴承的原理与结构;然后描述了国内外学者针对三极主动磁轴承和三极混合磁轴承展开的研究工作,并对三极磁轴承关键技术的研究现状进行归纳总结;最后根据三极磁轴承高速、高精、低成本的发展方向,分析了三极磁轴承研究的发展趋势。     

基于最小二乘支持向量机逆系统的五自由度无轴承同步磁阻电机解耦控制

针对三自由度交直流混合磁轴承和二自由度无轴承同步磁阻电机构成的五自由度无轴承同步磁阻电机,实现磁轴承的径向悬浮力、轴向悬浮力、二自由度无轴承同步磁阻电机的径向悬浮力和电磁转矩的解耦控制是五自由度无轴承同步磁阻电机稳定运行和精确控制的必要条件。该文在介绍五自由度无轴承同步磁阻电机基本结构的基础上,建立了三自由度交直流混合磁轴承和二自由度无轴承同步磁阻电机的数学模型,进而建立了五自由度无轴承同步磁阻电机的状态方程,并进行了可逆性分析。采用最小二乘支持向量机所具有的小样本逼近和辨识拟合能力,得到五自由度无轴承同步磁阻电机逆模型,根据逆系统方法的基本原理,将复杂的原非线性多变量耦合系统解耦成多个单输入单输出伪线性系统,并设计了闭环PID控制器。仿真和实验表明,电机具有良好的速度和悬浮特性,这种解耦方法能够实现五自由度无轴承同步各个被控量之间的动态解耦,并且系统具有良好的动静态性能。     

磁悬浮轴承多变量系统自抗扰解耦控制

在介绍径向四自由度磁轴承结构的基础上,建立了磁轴承多变量系统状态方程。基于自抗扰控制器原理,针对径向四自由度磁轴承系统,提出了多变量系统自抗扰解耦控制方案,构建了控制系统结构,并给出相关控制算法。根据实验样机参数,利用MATLAB软件环境,构建了解耦控制仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮等进行了仿真试验。研究结果表明：采用自抗扰控制策略设计的控制系统成功实现了多变量的解耦控制,具有精度高、响应速度快、超调量小等特点。     

磁悬浮风力发电机发展及其控制策略研究

介绍了国内外磁悬浮风力发电机的发展应用现状,论述了磁悬浮风力发电机组的常规控制技术、闭环控制技术、数字PID控制算法、变速恒频控制技术、优化反馈控制技术和增益调度控制技术,还对目前比较流行的磁悬浮控制技术进行了详细描述,为我国风力发电研发工作提供参考。     

无轴承永磁薄片电机综述

无轴承永磁薄片电机由于永磁转子的特殊性,不仅具有无轴承电机的优点而且可以实现3个自由度(1个轴向自由度和2个扭转自由度)的被动悬浮,使得控制系统更加简单。在论述无轴承永磁薄片电机被动悬浮和径向主动悬浮机理的基础上,对无轴承永磁薄片电机的电机结构、控制策略、传感器检测技术等方面的国内外研究现状以及未来的发展趋势进行了归纳与总结。     

基于ANSYS的无轴承永磁薄片电动机特性分析

介绍了无轴承薄片电动机的基本结构和工作原理,用转子气隙磁场积分的方法推导出电机悬浮力和电磁转矩数学模型。利用ANSYS有限元分析软件,分析了电机转子圆周面上径向悬浮力的分布,验证了径向悬浮力产生机理和数学模型准确性,分析了径向悬浮力和转矩的特性,为电机控制系统的构建提供了理论依据。     

《电机与拖动基础》精品课程建设改革与实践

<电机与拖动基础>课程是自动化专业的一门专业基础课,在课程设置中具有重要地位,其教学质量好坏直接影响到许多后续课程学习.江苏大学电气信息工程学院以校级精品课程建设为契机,打造省级精品课程为目标,在课程体系与教学内容、实践环节和科研创新能力等方面做了改革与实践,取得了较好成效.