無軸承無刷直流電機原理與控制技術

2.65萬字 56頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)

摘要
無刷直流電機是一種性能優(yōu)越，應用前景廣闊的電機，它結合了直流電機和交流電機的特點，既具備交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電機的運行效率高、調(diào)速性能好等諸多特點。無軸承無刷直流電機除了具有無刷直流電機的優(yōu)點之外，還具有磁軸承的優(yōu)點，在生物醫(yī)藥工程、半導體制造業(yè)、食品加工、飛輪儲能、機器人、航空航天等特殊電氣傳動領域具有潛在廣泛的應用前景，因此，對無軸承無刷直流電機的研究引起了廣泛的關注。
本文重點開展了無軸承無刷直流電機的基礎理論和實驗研究，建立了無軸承無刷直流電機的數(shù)學模型，研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的無軸承無刷直流電機控制系統(tǒng)，對無軸承無刷直流電機的無速度傳感器技術進行了研究，設計了數(shù)字控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：
首先，介紹了無軸承無刷直流電機的電機結構，同時推導出電機轉(zhuǎn)矩和磁懸浮力的產(chǎn)生原理，并且以此建立了無軸承無刷直流電機各個部分的數(shù)學模型。
其次，設計了無軸承無刷直流電機的轉(zhuǎn)子磁場定向磁場定向矢量控制系統(tǒng)，利用Matlab/Simulink工具箱對控制系統(tǒng)進行了仿真，仿真試驗表明兩個控制系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮，而且實現(xiàn)了徑向懸浮力和旋轉(zhuǎn)力矩之間的解耦控制，電機具有良好的動、靜態(tài)性能。
最后，基于對轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略的分析，應用 TMS320F2812 DSP構建了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件，開發(fā)了數(shù)字控制系統(tǒng)的軟件，給出了各個功能模塊的流程圖。并對數(shù)字控制系統(tǒng)進行調(diào)試和優(yōu)化，給出了相關實驗結果，并進行了分析，通過實驗來驗證控制系統(tǒng)和控制方法的正確性。



關鍵詞：無軸承無刷直流電機，數(shù)學模型，仿真，數(shù)字控制