單繞組無軸承薄片電機缺相容錯控制的研究.pdf

1、無軸承薄片電機利用無軸承技術(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和懸浮,具有集成度高、軸向利用率高、定轉(zhuǎn)子可完全分離等優(yōu)點。無軸承薄片電機采用了一種高密封性、超潔凈性、無交叉污染的綠色環(huán)保驅(qū)動技術(shù),在航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 單繞組無軸承薄片電機,摒棄了傳統(tǒng)無軸承薄片電機采用的雙繞組結(jié)構(gòu),利用一套定子繞組同時實現(xiàn)該電機的懸浮和旋轉(zhuǎn)控制。在結(jié)構(gòu)簡單的同時,提高了無軸承薄片電機運行的可靠性及容錯性能。
　　

2、 本文以六相單繞組無軸承薄片電機為研究對象,以其缺相故障容錯運行為研究內(nèi)容,主要完成了以下研究工作:
　　 首先,深入研究了單繞組無軸承薄片電機的懸浮力和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型,從理論上分析懸浮力脈動的產(chǎn)生原因。在此基礎(chǔ)上,分析了滿足該電機穩(wěn)定懸浮運行的定子電流約束條件,為缺相容錯控制的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　 其次,針對單繞組無軸承薄片電機各相定子電流獨立控制,以及缺相后通過剩余定子相電流的重構(gòu)可以實現(xiàn)容錯運行的特性,分別研究

3、了基于旋轉(zhuǎn)坐標和基于定子電流解耦模型的缺相故障容錯控制策略。前者利用電機結(jié)構(gòu)的對稱性,采用旋轉(zhuǎn)坐標法,解決了該電機由于相繞組位置不同導(dǎo)致缺相故障容錯控制數(shù)學(xué)模型多、系統(tǒng)復(fù)雜等問題;后者利用現(xiàn)有控制器的高速計算能力,提出缺相故障定子電流解耦控制模型,通過對解耦矩陣的變換,實現(xiàn)不同相繞組缺相時的定子電流容錯控制模型的統(tǒng)一。文中還分別對這兩種控制策略進行了Ansys仿真分析和實驗驗證,結(jié)果表明該兩種控制策略均能實現(xiàn)該電機缺相故障的容錯控制。<