轉子外置式無軸承薄片電機基礎研究.pdf

1、在無軸承電機的研究領域內，無軸承薄片電機集被動懸浮與主動懸浮功能于一體，既具有無軸承電機產生驅動負載電磁轉矩的功能，又有薄片電機自懸浮的本能，與此同時利用其薄片形狀結構特點自行實現三自由度被動懸浮，減小了電機體積，降低了運行控制成本，因而是目前最具實用價值的一類無軸承電機。
　　 論文針對超純凈密封環(huán)境攪拌工業(yè)工藝要求，基于生物反應器的尺寸，設計出一種轉子外置式特殊結構的無軸承薄片電機。該結構電機具有柔性接觸、攪拌無死區(qū)和超純凈

2、驅動等特點，能適用于驅動生物反應器、生物分子泵、心臟泵等負載。因此，轉子外置式無軸承薄片電機在生物、化學、醫(yī)療等超純凈領域具有廣闊的應用前景。
　　 論文以此轉子外置式無軸承薄片電機為研究對象，從電機數學模型、本體設計與有限元分析、電機懸浮控制等方面進行研究，論文主要工作包括:(1)根據轉子外置式無軸承薄片電機特殊的定、轉子結構，闡述了其被動懸浮與主動懸浮的機理，對軸向力、扭轉力矩、麥克斯韋力和洛倫茲力建立了數學模型，采用Ans

3、oft有限元仿真軟件分析了力與力矩數學模型的正確性。(2)在電機本體方面，優(yōu)化設計了電機定子齒部尺寸、轉子永磁體尺寸、背鐵尺寸以及轉子外置式無軸承薄片電機特殊的轉矩繞組與懸浮繞組的極對數關系，通過Ansoft有限元分析了上述參數的優(yōu)化結果。(3)采用基于id=0的轉子磁場定向矢量控制策略進行電機偏心控制，給出了控制框圖，并在此控制框圖上搭建了MATLAB仿真控制模型并進行了仿真試驗。
　　 仿真試驗結果表明，在給定轉速3000r