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文檔簡介
1、無軸承永磁同步電機是一種結合了磁懸浮技術并集永磁同步電機優(yōu)良特性于一體的新型電機。因此,其既具有永磁同步電機固有特征:高功率、高能量密度、高功率因素;同時兼具磁懸浮軸承優(yōu)異性能:無摩擦、無需潤滑、免維護、壽命長。近年來,隨著科學技術的不斷發(fā)展,使得電力電子技術、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字信號處理技術等有了重大突破,進而推動無軸承永磁同步電機相關理論得到極大豐富、相關技術取得長足進步。在密封泵、高速精密機械加工、航空航天、飛輪儲能、生命科學、真空
2、技術等領域均具有潛在的應用價值。
本論文在江蘇省“青藍工程”創(chuàng)新團隊和江蘇省“333工程”資助項目的支持下,對無軸承永磁同步電機的通用數(shù)學模型、基于指令電流定位的控制方法、數(shù)字控制系統(tǒng)及實驗結果進行了深入的理論分析。論文主要內容包括:
首先,詳細介紹了無軸承電機研究的歷史背景、闡述了無軸承電機的研究現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢、及應用前景。同時,詳細闡明了無軸承永磁同步電機懸浮原理并應用機械/電氣坐標變換方法分析了基于不同極對
3、數(shù)組合狀態(tài)下無軸承永磁同步電機兩套定子繞組磁鏈之間的耦合關系。運用以上分析結論,推導了無軸承永磁同步電機的通用數(shù)學模型,此數(shù)學模型為無軸承永磁同步電機仿真及實驗研究提供了理論基礎。
其次,詳細分析了采用指令電流控制以實現(xiàn)轉子準確初始定位所需滿足的充要條件。闡述了在轉子初始定位過程中如何合理確定定位步距角以實現(xiàn)最優(yōu)定位相序的控制目標。分別給出了定位步距角為60°和120°的定位角圖,定位相序為120°→240°→360°時轉子受
4、力分析及運動軌跡圖。并在無軸承永磁同步電機實驗平臺上進行了六步定位及三步定位的空載定位實驗,同時給出了相關實驗波形。
再次,基于無軸承永磁同步電機的控制策略設計實驗樣機數(shù)字控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具體包括硬件和軟件兩個方面:硬件方面主要對DSP2812最小系統(tǒng)板、功率驅動板、接口電路進行了相關設計,軟件方面給出了軟件流程圖和控制系統(tǒng)實物圖。
最后,對表貼式無軸承永磁同步電機數(shù)字控制系統(tǒng)進行了調試及相關實驗研究,通過具體的
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