定子永磁型無軸承電機的設計與分析.pdf

1、無軸承電機集驅動與自懸浮功能于一體，是目前高速及超高速電機研究領域的前沿。無軸承開關磁阻電機具有結構簡單、成本低的優(yōu)點，但其效率和功率密度低于無軸承永磁電機;而傳統(tǒng)的無軸承永磁電機，永磁體置于轉子，電機高速運轉時永磁體散熱和機械牢固性問題不容忽視。本文將無軸承開關磁阻電機的簡單結構和無軸承轉子永磁型電機的高效率相結合，提出并研究了一種新型的定子永磁型無軸承(Stator permanent magnet bearingless，簡稱SP

2、MB)電機，并對雙繞組SPMB電機進行了優(yōu)化設計，推導了徑向懸浮力數(shù)學模型，試制了實驗樣機，為該電機的進一步控制系統(tǒng)研究奠定了理論基礎。
　　本文的主要研究內容包括以下幾個方面:
　　1、提出了雙繞組SPMB電機，對電機的運行原理以及懸浮原理進行了分析;
　　2、闡述了雙繞組SPMB電機通用設計方法，結合具體的設計參數(shù)給出了12/8極雙繞組SPMB電機的初始尺寸;
　　3、利用簡單磁路法分析了雙繞組SPMB電機的

3、等效磁路，推導了電機的徑向懸浮力數(shù)學模型;
　　4、利用有限元軟件對雙繞組SPMB電機模型進行了參數(shù)化建模，綜合電磁轉矩和徑向懸浮力輸出特性對永磁體磁化方向厚度進行了局部優(yōu)化，得到優(yōu)化后的電機模型。以此為基礎，分析了電機的磁場分布，驗汪了電機的懸浮原理，進一步分析了電機的電磁特性（空載磁鏈、繞組電感）、懸浮特性、轉矩特性以及轉子偏心對電機轉矩和徑向懸浮力輸出的影響;
　　5、提出了可以使控制電路進一步簡化的兩種共繞組SPMB