無軸承永磁同步電機(jī)SVM-DTC研究.pdf

1、無軸承永磁同步電機(jī)是采用了無軸承技術(shù)的高性能永磁同步電機(jī)，其定子上繞有懸浮繞組和轉(zhuǎn)矩繞組，通過控制能夠?qū)崿F(xiàn)無軸承電機(jī)旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮，可實(shí)現(xiàn)高速和超高速運(yùn)行，具有磁軸承和永磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，從而使其在化學(xué)化工、生命科學(xué)、能源交通、航空航天及機(jī)器人等高科技領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。論文圍繞無軸承永磁同步電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，數(shù)學(xué)模型，控制方法，數(shù)字控制系統(tǒng)等方面開展了理論與實(shí)驗(yàn)研究，主要工作如下：
　　 首先，在分析無軸承永磁同步電機(jī)的

2、運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，根據(jù)麥克斯韋張量法，推導(dǎo)出無軸承永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　　 其次，根據(jù)無軸承永磁同步電動(dòng)機(jī)徑向力產(chǎn)生的機(jī)理和數(shù)學(xué)模型，將基于空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)引入到無軸承永磁同步電機(jī)解耦控制中。通過檢測(cè)定子電壓和電流，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波觀測(cè)器對(duì)速度和轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)了無軸承永磁同步電機(jī)SVM-DTC無速度傳感器運(yùn)行。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下，構(gòu)建了無軸承永磁同步電機(jī)擴(kuò)展卡爾曼濾波器模型并

3、進(jìn)行了理論研究與仿真。仿真結(jié)果表明：擴(kuò)展的卡爾曼濾波器能夠準(zhǔn)確的估計(jì)狀態(tài)變量，使無軸承永磁同步電機(jī)SVM-DTC具有理想的速度跟蹤性、良好的魯棒性，從而提高了無軸承永磁同步電機(jī)的懸浮性能。
　　 最后，在無軸承永磁同步電機(jī)徑向懸浮力產(chǎn)生機(jī)理及數(shù)學(xué)模型和使用數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件和開發(fā)了相關(guān)軟件。以二自由度無軸承永磁同步電機(jī)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試，給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行了分