无轴承电动机简介

1　概述十多年前 ,世界上主要工业发达国家竞相开始了一项新的研究开发———无轴承电动机。迄今 ,有关无轴承电动机的结构及控制方式 ,已发表了大量研究论文及成果报告。特别在近年来 ,旨在实用化的开发、研究 ,已引起广泛关注 ,标志着无轴承电动机的实用阶段即将到来。无轴承电动机 ,是在磁悬浮轴承原理基础上 ,研制开发出来的。磁悬浮轴承是利用磁引力 ,以非接触的方式支撑旋转体 ,因此 ,不会产生摩擦及摩擦损耗现象。除此之外 ,润滑油、润滑装置及相关的维护、保养工作 ,当然也不需要了。但是 ,磁悬浮轴承本身也存在着缺陷 ,即磁悬浮轴…     

磁悬浮无轴承异步电动机仿真

阐述了磁悬浮无轴承电机的基本状况，分析了磁悬浮无轴承异步电动机悬浮力产生的机理，按照气隙磁场定向控制设计了控制系统，将磁悬浮无轴承异步电动机等效成两台普通电机一转矩电机和悬浮力电机，建立了仿真分析模型，并进行了整个电机系统的仿真。     

新型无轴承无刷直流电动机的结构设计与有限元分析

在传统无刷直流电动机中引入磁悬浮技术,构成二自由度无轴承无刷直流电动机,从而实现无刷直流电动机的更高转速运行.设计试验样机,提出一种新型的绕组结构.根据磁悬浮力产生机理推导出一个周期内的绕组导通规律,并应用Ansoft/Maxwell软件对样机进行有限元分析.通过对仿真结果的分析,证明了所推导的绕组导通规律的正确性及新型无轴承无刷直流电动机设计的可行性,并实现了对新型无轴承无刷直流电动机的结构设计.     

不同转子结构无轴承电动机的磁悬浮力分析与计算

对具有不同转子结构 (感应式、永磁式和磁阻式 )无轴承电动机的磁悬浮力进行了分析。基于磁场能量虚位移原理 ,提出了一种通用的无轴承电动机磁悬浮力计算方法 ,并对其计算精度用ANSYS软件计算结果进行了验证。利用所提出的方法 ,对具有不同转子结构无轴承电动机的磁悬浮力进行了计算与对比分析     

磁悬浮无轴承无刷直流电动机控制及仿真研究

阐述了磁悬浮无轴承电动机的基本状况,分析了磁悬浮无轴承无刷直流电动机悬浮力产生的机理,并对悬浮控制系统进行了设计,并进行了m atlab/s im u link的仿真分析。     

无轴承薄片电动机与泵系统研究与应用现状

介绍了无轴承薄片电动机基本工作原理和无轴承薄片电动机与泵系统的结构;综述了无轴承薄片电动机的研究发展历史;详细论述了其与泵系统在半导体工业、化工工业及生物工程等领域的应用特点和意义,展望了我国研究和应用无轴承薄片电机及泵系统的前景.     

磁悬浮轴承应用发展及关键技术综述

磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间,实现定子和转子之间没有机械接触的一种新型支承轴承,在航空航天、机械工业及生命科学等领域具有非常广阔的应用前景。本文首先详细综述了国内外磁悬浮轴承的应用发展状况,归纳了国内外磁悬浮轴承的定义,针对磁悬浮轴承的结构(有传感器磁悬浮轴承、无传感器磁悬浮轴承)和磁悬浮轴承的悬浮力建模方法(有传感器磁悬浮轴承的建模方法和无传感器磁悬浮轴承的建模方法)进行了阐述。     

无轴承无刷直流电动机原理、控制及应用综述

对新型磁悬浮无轴承无刷直流电动机的特点、结构、悬浮力产生原理、数学模型及控制方法等进行了综述;阐述了研究过程中的关键技术问题,并讨论了电动机在计算机硬盘、人工心脏血泵等领域的潜在应用前景.     

基于神经网络的无轴承电动机悬浮子系统仿真研究

无轴承电动机电磁转矩和磁悬浮力的独立控制是实现电动机超高速运转的有效途径。推导磁悬浮力的数学模型,提出了一种基于DRNN神经网络整定的PID控制方法,将该控制方法应用于转子悬浮控制子系统中并应用Matlab工具进行仿真。仿真结果表明该控制系统具有很好的性能,能够实现电动机的稳定悬浮。     

无轴承永磁电动机悬浮力通用计算模型研究

介绍了无轴承永磁电动机的工作原理及转子磁悬浮原理,以一对极悬浮绕组的4极电动机为对象,研究并得到无轴承永磁电动机的电感模型,进而推导出悬浮力通用计算模型,并基于计算模型,给出了悬浮力计算实例.     

无轴承永磁同步电动机设计与有限元分析

在分析无轴承永磁同步电动机径向力产生原理的基础上，推导出径向力数学模型；采用有限元法对设计的样机进行分析，计算样机的径向力与转矩。研究结果表明：采用有限元法设计不仅能对参数进行优化选择，而且缩短了电动机设计周期。     

永磁无刷直流电动机场路耦合运动时步有限元分析

提出一种适用于永磁无刷直流电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法，解决了电机在非正弦供电时的场路耦合分析问题。电路中考虑了开关元件换流重叠过程和绕组中点的电位波动。给出了控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元单元分析方法，采用改进的有限元运动边界处理方法--插值运动边界法解决转子运动问题。应用上述模型对1台无刷直流电动机的进行分析，计算结果和样机的实测波形吻合。该方法也适用于其他非正弦供电电机的场路耦合有限元分析。     

无轴承异步电机逆变器设计及试验研究

阐述了无轴承异步电机基本工作原理,并根据其悬浮和控制要求设计了硬件控制系统,给出了硬件电路图,通过实验得到试验波形。实验表明设计的硬件电路可以作为无轴承电机驱动的通用逆变器电路,且性能可靠。基于本硬件电路,通过DSP软件调节PID参数可实现无轴承异步电机的悬浮及旋转。     

无轴承二极电机麦克斯韦磁悬浮力解析模型

针对相关电感参数难以通过实验精确测量而无法实现磁悬浮力精确控制的问题,根据电机磁路原理,推导出了拥有四极悬浮控制绕组的柱形转子无轴承二极电机各电感参数的一般化解析计算模型。基于该参数模型和电机电磁场虚位移原理,推导出了一般化Maxwell磁悬浮力精确计算模型,并结合电机具体特点给出了SPM永磁型和感应型无轴承电机的磁悬浮力精确计算模型和各自磁悬浮力解耦控制策略的分析,从而为进一步深入研究无轴承二极电机动态运行行为和设计高精确度解耦控制器打下了理论基础。     

无轴承同步磁阻电机原理及关键技术

概述了无轴承同步磁阻电机的特点和发展现状,介绍了它的工作原理,推导了径向悬浮力数学方程,讨论了控制系统的基本结构,阐述了研究过程中的关键技术问题。     

新型交替极无轴承永磁电机的原理与实现

传统永磁型无轴承电机悬浮力和转矩控制存在耦合，该文对一种新型交替极转子结构的无轴承永磁电机的磁悬浮原理进行了深入分析和数学建模，指出该类型电机所具有的独特的悬浮控制和转矩控制解耦的特点，并构建了无轴承交替极永磁电机的实时控制系统。实验结果表明实现了该新型无轴承永磁电机的动、静态稳定悬浮，验证了悬浮与转矩控制解耦的特性。     

基于有限元法的磁悬浮开关磁阻电机数学模型

当电机高速运行时，为避免机械磨损，采用电磁力进行悬浮支撑，而磁轴承占用轴向空间，限制临界转速。磁悬浮开关磁阻电机利用电机定子与轴承机械结构的相似性，在原有的电机定子绕组上附加一套径向力绕组，通过一定的控制策略，同时实现电机的旋转和悬浮。该文在利用有限元软件Ansoft/ Maxwell 2D分析磁悬浮开关磁阻电机磁场的基础上，结合等效磁回路法并根据虚位移定理，推导出磁悬浮开关磁阻电机在考虑a、b轴方向径向偏移及其耦合时的径向力和转矩的数学模型，并用有限元分析结果验证了该模型的正确性和有效性。     

无轴承同步电机通用旋转磁悬浮力模型研究

解析了无轴承电机的通用电感模型,导出了通用同步速旋转磁悬浮力模型.该通用模型可同时适用于凸极型转子和圆柱型转子无轴承同步电机,仿真验证了模型的正确性和有效性.     

基于交互式MRAS策略的无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统

针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,提出了一种交互式模型参考自适应系统的参数辨识方法,实现了转子速度和定子电阻的在线独立辨识。计算机仿真和实验结果表明,无轴承异步电机转矩绕组定子磁场定向的交互式模型参考自适应控制系统能在大负载扰动下实现无速度传感器方式的电机稳定悬浮运行,验证了本文所提方案的有效性。