無軸承開關磁阻電機性能仿真及控制研究.pdf

1、無軸承開關磁阻電機(BSRM)集磁軸承與開關磁阻電機于一身，利用磁軸承與開關磁阻電機（SRM）定子繞組的相似性，把產生懸浮力的繞組和產生轉矩力的繞組都疊壓在定子上，通過一定的控制策略適時調整各繞組中的電流，從而產生使電機轉子穩(wěn)定懸浮和旋轉的力。既保留了普通開關磁阻電機的優(yōu)點，又避免了機械軸承的缺點，更適合于高速運行，同樣適合小型乃至超小型結構。目前，無軸承開關磁阻電機是國內外學者研究的前沿熱點課題，本課題開展對其控制策略的研究，可以為該

2、項技術的發(fā)展和完善做一些基礎性工作。同時，也可以為從事相關課題研究的學者和本課題組正在進行的無軸承開關磁阻電機相關理論研究提供一定的參考。
　　本研究屬于國家自然科學基金青年基金項目。首先介紹了BSRM的發(fā)展現(xiàn)狀，然后在給出BSRM結構的基礎上，詳細地闡述了其懸浮工作原理，并根據(jù)前人的文獻分析了數(shù)學模型，為隨后的有限元分析和控制方法設計提供了理論依據(jù)。然后，利用JMAG有限元分析軟件建立了BSRM的有限元模型，根據(jù)仿真出的結果，對

3、電機徑向力和電磁轉矩受相關參數(shù)的影響情況進行了深入的研究。同時，本文還探討了電機繞組電流飽和時，徑向力和電磁轉矩的靜態(tài)特性。然后，在MATLAB-Simulink中使用逆系統(tǒng)算法對BSRM的懸浮進行了仿真分析。最后概述了BSRM的控制系統(tǒng)的設計思想，包括硬件部分和軟件部分。設計了基于TMS320F2812DSP主繞組控制系統(tǒng)，簡單介紹了包括樣機的改造、主繞組和副繞組功率變換器電路、位置檢測電路、位移檢測電路和保護電路等。而軟件部分主要介