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片状无轴承永磁电机的研究及优化设计

张小雷  
【摘要】: 本文研究了一种新型的片状无轴承永磁电机,该电机由两部分组成:普通片状永磁电机和永磁偏置混合式磁悬浮轴承。该电机利用磁阻力实现除径向和转子旋转自由度外的另外三个自由度的被动悬浮;利用一个永磁偏置混合式磁悬浮轴承实现转子径向悬浮。 介绍了该电机的工作原理及悬浮与旋转解藕控制的机理;给出了此电机径向悬浮力的数学模型。为了进一步改善片状无轴承永磁电机的动态性能,减小电机的损耗及有害的附加转矩,优化设计了转子永磁贴片的结构,提出了四片同向充磁和八片正反向充磁两种方案。为了改善电气控制系统性能,设计了适用于片状无轴承永磁电机的双向三电平PWM功率放大器和控制箱转接板。最后,组建了整个片状无轴承永磁电机系统,成功实现了电机转子稳定悬浮。


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