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《沈阳工业大学》 2012年
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一种新颖的12/14混合定子极型无轴承开关磁阻电机的设计与控制

徐振耀  
【摘要】:无轴承开关磁阻电机(BLSRM)是在磁轴承电机和开关磁阻电机(SRM)的基础上发展起来的。BLSRM不仅拓宽了无轴承电机的理论和应用范围,而且继承了SRM的高速特性及其对恶劣环境的适应性。因此,无轴承电机在高速电机和航空航天等领域有着广泛的应用前景。 本文针对传统BLSRM中转矩控制与悬浮力控制相互耦合和8/10混合定子极型BLSRM输出功率密度低的问题,提出了一种新颖的12/14混合定子极型BLSRM结构。该结构具有独立的转矩和悬浮力极,实现了转矩控制与悬浮力控制自然解耦;由于该结构采用短磁路结构且定子铁芯内无逆转磁通,与8/10混合定子极型BLSRM相比,输出功率密度得到了较大的提高。为了验证新型结构,参考8/10结构对新型结构进行了设计,并采用有限元分析方法对新型结构及8/10结构在转子无偏心时的特性进行了分析,包括磁通分布、电感、转矩以及悬浮力。同时,也分析了新型电机转子偏心对电机性能的影响。 为了验证有限元分析结果的正确性,设计并研制一台样机,对样机的电感进行测量并将测量结果与有限元分析结果进行了对比。对比结果表明测量结果与有限元分析结果具有很好的一致性,证明了有限元分析结果的正确性。 为了验证电机的有效性,基于新型电机转矩控制与悬浮力控制自然解耦的特点,提出一种控制策略。根据新型电机的控制策略,搭建了仿真模型和实验系统,对新型电机进行了动态性能仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,电机能够稳定运行,在实时控制中,电机的速度可达到2000r/min,转子的偏心误差可控制在±30μm以内,转矩控制与悬浮力控制能够自然解耦,证明了新型BLSRM及其控制策略的有效性。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM352

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【参考文献】
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