發(fā)布時間：2017-03-31 08:09

  本文關(guān)鍵詞：無軸承永磁薄片電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)字控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：具有零接觸,無磨損,無污染,高速高精等一系列優(yōu)點(diǎn)的無軸承電機(jī),是高速電機(jī)傳動領(lǐng)域里的重大技術(shù)突破。相比于采用磁懸浮軸承支承的高速電機(jī),無軸承電機(jī)解決了其軸向占用空間大,控制系統(tǒng)復(fù)雜,成本高等一系列缺點(diǎn),成為了當(dāng)今研究的熱門項(xiàng)目,在機(jī)械加工、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。無軸承永磁薄片電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向長度小于轉(zhuǎn)子直徑,呈薄片狀,三個自由度處于被動懸浮狀態(tài),余下兩個自由度主動懸浮,從而實(shí)現(xiàn)了五自由度全懸浮運(yùn)行,是一種進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)了實(shí)用性的無軸承電機(jī)。在薄片電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝葉片,并讓其在一個密閉的泵室中懸浮運(yùn)行時,就構(gòu)成了無軸承薄片電機(jī)驅(qū)動的離心泵系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了小型化、高密封性、超潔凈等設(shè)計(jì)要求;同時,定子與轉(zhuǎn)子的物理隔離解決了泵系統(tǒng)中所面臨的液體分子擠壓破壞、接觸面磨損易腐蝕等眾多技術(shù)難題。本論文以本實(shí)驗(yàn)室集中式繞組的薄片電機(jī)樣機(jī)為研究對象,按照從理論到實(shí)驗(yàn)的先后順序,對無軸承薄片電機(jī)的基本原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析與闡述,討論了相關(guān)控制策略;并對一種應(yīng)用于離心泵的具有新型結(jié)構(gòu)的無軸承永磁薄片電機(jī)進(jìn)行了研究分析,具體分為以下幾個方面:闡述了無軸承永磁薄片電機(jī)的研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、應(yīng)用范圍以及研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),并重點(diǎn)介紹了在離心泵的應(yīng)用領(lǐng)域中的地位與作用,從而引出論文的研究意義與內(nèi)容安排。闡述了無軸承永磁薄片電機(jī)工作原理,分析了其主動懸浮力與被動懸浮力產(chǎn)生機(jī)理,并根據(jù)磁路法和麥克斯韋張量法,構(gòu)建了電機(jī)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)相關(guān)無傳感技術(shù),對基于高頻注入法的無傳感控制策略進(jìn)行了討論。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)提出了一種應(yīng)用于離心泵的具有雙層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新型無軸承永磁薄片電機(jī),有效的利用對稱性和空間磁路,壓縮了電機(jī)軸向長度、使空間利用率增加、并增強(qiáng)了電機(jī)運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。根據(jù)空間等效磁路法分析了其工作原理,并通過!"#建立了電機(jī)有限元模型,對新型結(jié)構(gòu)的工作特性進(jìn)行了分析。$根據(jù)前文討論的相關(guān)控制策略搭建了無軸承薄片電機(jī)數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺,其中主要模塊包含電機(jī)速度控制模塊和轉(zhuǎn)子位移控制模塊,通過對硬件電路及運(yùn)行軟件進(jìn)行調(diào)試、對實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行進(jìn)行觀測和分析。
【關(guān)鍵詞】：無軸承永磁薄片電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 控制策略 新型結(jié)構(gòu) 雙層轉(zhuǎn)子
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 無軸承永磁薄片電機(jī)研究背景與發(fā)展概況12-15
• 1.1.1 無軸承永磁薄片電機(jī)的研究背景12-13
• 1.1.2 無軸承永磁薄片電機(jī)的發(fā)展概況13-15
• 1.2 無軸承永磁薄片電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域與關(guān)鍵技術(shù)15-19
• 1.2.1 無軸承永磁薄片電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域15-17
• 1.2.2 無軸承永磁薄片電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)17-19
• 1.3 論文的研究意義與目的19-20
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 無軸承永磁薄片電機(jī)基本原理與控制策略22-38
• 2.1 引言22
• 2.2 無軸承永磁薄片電機(jī)基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 無軸承永磁薄片電機(jī)基本原理23-27
• 2.3.1 被動懸浮原理23-24
• 2.3.2 主動懸浮原理24-27
• 2.4 無軸承永磁薄片電機(jī)數(shù)學(xué)模型27-31
• 2.4.1 轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型27-28
• 2.4.2 懸浮力數(shù)學(xué)模型28-31
• 2.5 無軸承永磁薄片電機(jī)的控制策略31-37
• 2.5.1 基于高頻注入法的速度自檢測系統(tǒng)31-33
• 2.5.2 基于高頻注入法的徑向位移自檢測系統(tǒng)33-34
• 2.5.3 基于無傳感器技術(shù)的無軸承永磁薄片電機(jī)控制策略及系統(tǒng)仿真34-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 無軸承永磁薄片電機(jī)的新型結(jié)構(gòu)分析38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 雙層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的薄片電機(jī)結(jié)構(gòu)原理38-40
• 3.3 雙層轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的薄片電機(jī)的數(shù)學(xué)模型40-43
• 3.4 基于Ansoft軟件的有限元仿真43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-48
• 第四章 無軸承永磁薄片電機(jī)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究48-74
• 4.1 引言48
• 4.2 無軸承薄片電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-60
• 4.2.1 控制系統(tǒng)硬件電路的主要原件及接口電路48-59
• 4.2.2 無軸承薄片電機(jī)控制系統(tǒng)硬件59-60
• 4.3 無軸承薄片電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)60-69
• 4.3.1 無軸承薄片電機(jī)轉(zhuǎn)速控制軟件設(shè)計(jì)61-63
• 4.3.2 無軸承薄片電機(jī)徑向懸浮力控制軟件設(shè)計(jì)63-64
• 4.3.3 人機(jī)交互界面（GUI）的開發(fā)64-68
• 4.3.4 控制系統(tǒng)軟件的整體結(jié)構(gòu)68-69
• 4.4 無軸承永磁薄片電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)運(yùn)行試驗(yàn)與分析69-72
• 4.4.1 薄片電機(jī)轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮試驗(yàn)69-70
• 4.4.2 電機(jī)動態(tài)懸浮試驗(yàn)與分析70-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第五章 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 主要工作內(nèi)容74
• 5.2 未來研究方向74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 在碩士期間發(fā)表的論文80-82
• 致謝82

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本文編號：279234