無軸承無刷直流電機(jī)原理與控制技術(shù)

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

摘要
無刷直流電機(jī)是一種性能優(yōu)越，應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)，它結(jié)合了直流電機(jī)和交流電機(jī)的特點(diǎn)，既具備交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電機(jī)的運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好等諸多特點(diǎn)。無軸承無刷直流電機(jī)除了具有無刷直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之外，還具有磁軸承的優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)藥工程、半導(dǎo)體制造業(yè)、食品加工、飛輪儲能、機(jī)器人、航空航天等特殊電氣傳動領(lǐng)域具有潛在廣泛的應(yīng)用前景，因此，對無軸承無刷直流電機(jī)的研究引起了廣泛的關(guān)注。
本文重點(diǎn)開展了無軸承無刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立了無軸承無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的無軸承無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，對無軸承無刷直流電機(jī)的無速度傳感器技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)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(jī)的電機(jī)結(jié)構(gòu)，同時(shí)推導(dǎo)出電機(jī)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(jī)各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型。
其次，設(shè)計(jì)了無軸承無刷直流電機(jī)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(jìn)行了仿真，仿真試驗(yàn)表明兩個(gè)控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮，而且實(shí)現(xiàn)了徑向懸浮力和旋轉(zhuǎn)力矩之間的解耦控制，電機(jī)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(yīng)用 TMS320F2812 DSP構(gòu)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(gè)功能模塊的流程圖。并對數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行了分析，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證控制系統(tǒng)和控制方法的正確性。



關(guān)鍵詞：無軸承無刷直流電機(jī)，數(shù)學(xué)模型，仿真，數(shù)字控制