具有被動磁力軸承的無刷直流電機及其控制技術(shù)研究.pdf

1、沈陽1一業(yè)大學碩十學位論文摘要用磁力軸承取代傳統(tǒng)機械軸承是實現(xiàn)非接觸、無潤滑、無機械磨損和噪聲目標的重大步驟，近年來己經(jīng)開始在高速旋轉(zhuǎn)機械和某些特殊領(lǐng)域中得到應用。以電磁軸承支承電機和將電磁軸承、電機一體化的無軸承電機具有承載能力高、懸浮特性可控等優(yōu)點，但是其復雜的控制系統(tǒng)、數(shù)目眾多的電子器件降低了系統(tǒng)可靠性，增加了成本，從而限制了其應用范圍。因此在實現(xiàn)軸承穩(wěn)定懸浮基礎(chǔ)上，簡化軸承電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本具有重要的實用價值。被動磁軸承是利

2、用永磁材料產(chǎn)生的磁場力將轉(zhuǎn)軸懸浮起來工作的一類磁力軸承，它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、無磨損、能耗小等突出優(yōu)點，在各個領(lǐng)域有著非常廣泛的應用。雖然被動磁軸承不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸在所有自由度上的懸浮，但以其為主要支承方式的軸承系統(tǒng)在引入某一補償以后即可實現(xiàn)懸浮目標。本文的研究目的就是對以被動磁軸承為主體的軸承電機系統(tǒng)的懸浮及控制進行研究。木文的研究工作是針對一種被動磁力軸承電機系統(tǒng)的設計及其控制而展開的。首先利用有限元方法分析了永磁軸承的力學特性，對

3、其穩(wěn)定性進行了研究，提出了一種徑向穩(wěn)定的磁軸承結(jié)構(gòu)然后針對其軸向自由度的約束問題研究了永磁無刷直流電機的特性，利用無刷直流電機因軸向偏移引起的軸向磁拉力作為被動磁軸承軸向力的補償，以實現(xiàn)軸承電機系統(tǒng)的懸浮最后設計了以無刷直流電機專用控制芯片ML4425為核心的軸承電機控制系統(tǒng)，通過對設計研制的樣機進行試驗驗證了所研究的被動磁軸承電機結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的靜態(tài)和動態(tài)懸浮，達到期望的性能指標。關(guān)鍵詞:被動磁力軸承，力學特性，有限元方法，無刷直流

4、電機獨創(chuàng)性說明木人鄭重聲明:所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得沈陽s業(yè)大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。簽名:萬乙孟.國日期:耐如月1240關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解沈陽工業(yè)大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定