磁懸浮無軸承無刷直流電機及其在計算機硬盤中的應(yīng)用研究.pdf

1、無刷直流電機是近年來發(fā)展起來的一種電機，它結(jié)合了直流電機和交流電機的特點，具有優(yōu)良的調(diào)速性能，效率高，便于控制，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便。目前在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。要實現(xiàn)電機的高速和超高速可靠運轉(zhuǎn)，必須解決高速軸承問題。磁懸浮軸承解決了這一問題，具有無潤滑、無磨損、無機械噪聲和結(jié)構(gòu)簡單的特點，在高速電機領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。但是，磁懸浮軸承功耗大，本身占有一定的軸向空間，限制了高速電機的小型化和微型化，同時也限制了其臨界轉(zhuǎn)速和輸

2、出功率。利用磁懸浮軸承和電機結(jié)構(gòu)的相似性，將產(chǎn)生磁懸浮力的磁懸浮軸承繞組置入電機定子，省去專門的磁懸浮軸承，通過對轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮力繞組的解耦控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮，使電機轉(zhuǎn)子同時具有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和自懸浮的功能，這樣，就構(gòu)成了所謂的無軸承電機(BearinglessMotor)。無軸承電機懸浮控制是基于電機本身的勵磁磁場，懸浮功耗小，而軸向空間的利用率大幅度提高，電機的體積和重量可以設(shè)計得非常小，可靠性高，可突破更高轉(zhuǎn)速和大功率的限制。因而

3、無軸承電機在很大程度上拓寬了高速電機的應(yīng)用領(lǐng)域，如生物、化學、醫(yī)學、半導體工業(yè)專用電機，超微電機等。將無刷直流電機和無軸承技術(shù)結(jié)合，必將擴大無刷直流電機的應(yīng)用領(lǐng)域。 本文從無軸承無刷直流電機的原理出發(fā)，推導和分析了電機轉(zhuǎn)子所受懸浮力的表達式，并應(yīng)用電磁場仿真分析軟件驗證了懸浮力的存在以及懸浮力公式的正確性。總結(jié)國內(nèi)外對無軸承電機的研究成果，得出可將無軸承無刷直流電機分解為轉(zhuǎn)矩電機和懸浮力部分并單獨進行控制的結(jié)論；詳細研究了轉(zhuǎn)矩和