无轴承永磁薄片电机转子不平衡振动补偿控制

无轴承永磁薄片电机转子质量的不平衡振动严重影响了系统的动态特性及安全运行。介绍了无轴承永磁薄片电机转子悬浮力产生机理,推导了悬浮转子的动力学方程,在电磁转矩和径向悬浮力解耦控制的基础上,对无轴承永磁薄片电机转子进行了振动补偿控制,设计了反馈不平衡补偿控制系统,采用Matlab/Simulink工具箱构建了仿真系统,进行了性能仿真试验。研究结果表明:基于反馈补偿控制器的振动控制策略能够较好的抑制悬浮转子振动,大大提高了转子的旋转精度。     

无轴承永磁同步电机转子悬浮原理与解耦控制

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,分析和推导了径向悬浮力和径向悬浮力绕组中电流及永磁体等效电流之间的关系,采用转子磁场定向控制策略对无轴承永磁同步电机径向悬浮力进行解耦控制,并在电机不同负载情况下设计了数字控制系统.采用TMS320LF2407 DSP研制了数字控制控制系统硬件,并开发软件.实验结果表明,电机空载运行在3000 r/min时,转子径向位移振动幅值小于100μm,电机在0~3000 r/min时,能够实现转子快速稳定悬浮和运转.     

基于机械/电气坐标系变换的无轴承永磁同步电机建模

无轴承永磁同步电机具有两套定子绕组, 即转矩绕组与悬浮力绕组. 通过分析这两套绕组之间的磁链交链情况, 提出机械/电气坐标系变换方法, 基于该方法推导出无轴承永磁同步电机转矩绕组与悬浮力绕组的磁链方程与电压方程. 在分析无轴承永磁同步电机内各部分洛仑兹力作用的基础上, 给出无轴承永磁同步电机电磁转矩方程. 在分析无轴承永磁同步电机各部分径向力数学表达形式的基础上, 得出无轴承永磁同步电机径向悬浮力方程的完整形式. 最后给出了实验系统控制框图和部分结果. 该数学模型为无轴承永磁同步电机的仿真研究、实验波形分析及结构设计提供了理论依据.     

无轴承永磁同步电机转子初始定位策略

为解决无轴承永磁同步电机(BPMSM)快速稳定启动的问题,提出了一种基于指令电流控制的转子初始定位方法.给出了BPMSM悬浮原理;分析了BPMSM实现准确转子初始定位的充要条件,初始定位中定位步距角的确定,初始定位的定位相序优化,同时确定了120°→240°→0°的BPMSM初始定位相序,并在BPMSM数字试验平台上进行了空载三步定位试验,给出了试验波形.结果表明:基于指令电流控制的初始定位方法可使定位精度控制在-1°～1°范围内,定位角度值最小分辨率为0.2°,电机转子的径向位移被控制在200μm之内,能准确地完成无轴承永磁同步电机转子的初始定位,确保电机快速稳定启动.     

无轴承永磁同步电机数控系统设计与实现

综合考虑无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生的各种因素，导出了径向悬浮力和转矩数学模型，采用转子磁场定向控制策略，设计了无轴承永磁同步电机解耦控制系统．基于TMS320LF2407 DSP设计了数字控制系统硬件，开发了相应控制软件．研究结果表明：采用转子磁场定向控制策略，实现了无轴承永磁同步电机转矩和径向悬浮力之间解耦控制．研制的数字控制系统参数调整方便，性能参数满足无轴承永磁同步电机控制要求．     

基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模

交流磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、密封且成本低、损耗少、寿命长等优点,在高速运动场合、低速洁净工况场合都有潜在的应用前景.力求解决目前交流磁轴承径向悬浮力建模存在的不够精确、不够直接、不具有通用性等不足,提出了一种基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模方法,这种方法使得交流磁轴承建模准确、直接且具有通用性.采用基于麦克斯韦张量法的交流磁轴承径向悬浮力建模方法,建立了交流二自由度混合磁轴承的悬浮力数学模型,其表达式被证明与采用等效磁路法建立的悬浮力表达式形式一致(仅相差系数关系),表明所建模型的正确性及所提出方法的可行性.并在此基础上,针对建模过程中的关键环节,对该建模方法进行直接性与通用性分析.最后给出了基于交流二自由度混合磁轴承模型的实验系统控制框图,并设计了相关实验,对基于麦克斯韦张量法所建立的交流二自由度混合磁轴承悬浮力模型的正确性进行了实验验证,实验结果表明提出的建模方法较等效磁路法更具有精确性.     

三相交流主动磁轴承参数设计与特性分析

建立了一种三相逆变器驱动的交流主动磁轴承的悬浮力数学模型,根据实验样机悬浮磁力的要求,给出了实 验样机参数计算过程. 利用Ansoft对该结构磁轴承的磁场和转子受力情况进行仿真验算,并对磁轴承悬浮力非线性和转 子在平衡位置附近的运动耦合性进行了计算分析. 研究结果表明：这种磁轴承机械和磁路结构合理,悬浮磁力满足设计 要求,悬浮力在平衡位置附近具有较好的线性和对称性,二自由度运动几乎没有耦合.     

径向四自由度主动磁悬浮轴承控制器研究与探讨

在建立径向四自由度磁轴承系统状态方程基础上,介绍了用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器步骤,并用MATLAB语言进行了仿真比较,得出磁轴承在性能方面的退化是微乎其微的.文中简述了基于数字信号处理器(DSP)的数字控制器硬件和软件结构、参数调试方法和实验结果.实验表明:用线性二次型方法设计的分散控制器,磁轴承转子运行在0~60000r/min范围,转子振动峰峰值在20μm左右,满足主动磁轴承性能的要求.这种方法对设计和研究磁轴承控制器具有参考价值.     

基于模块化的无轴承永磁同步电机控制软件设计

为使无轴承永磁同步电机( BPMSM)控制和调试更方便,设计了模块化的控制系统软件程序.在阐述BPMSM转子悬浮原理的基础上,给出其电磁转矩方程和悬浮力方程,在论述BPMSM数字控制系统功能框图的基础上,提出模块化设计的控制系统软件结构,并给出其各模块的具体实现方法.最后给出DSP中的2种临界资源管理机制,以确保整个软...     

轴向混合磁轴承工作原理和参数设计

在介绍轴向混合磁轴承结构和工作原理的基础上,阐述了悬浮力的产生机理,用等效磁路法对永磁和励磁混合磁轴承磁路进行了计算,推导出磁轴承吸力方程,导出了磁轴承力/位移系数、力/电流系数和最大承载力的数学表达式,给出了磁轴承气隙磁感应强度、磁极面积、气隙长度、电磁铁参数和永磁体参数等设计和计算方法.