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    無軸承無刷直流電機原理與控制技術

      
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    無軸承無刷直流電機原理與控制技術

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    摘要
    無刷直流電機是一種性能優越,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點,又具備直流電機的運行效率高、調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點之外,還具有磁軸承的優點,在生物醫藥工程、半導體制造業、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學模型,研究了基于轉子磁場定向的無軸承無刷直流電機控制系統,對無軸承無刷直流電機的無速度傳感器技術進行了研究,設計了數字控制系統,具體內容如下:
    首先,介紹了無軸承無刷直流電機的電機結構,同時推導出電機轉矩和磁懸浮力的產生原理,并且以此建立了無軸承無刷直流電機各個部分的數學模型。
    其次,設計了無軸承無刷直流電機的轉子磁場定向磁場定向矢量控制系統,利用Matlab/Simulink工具箱對控制系統進行了仿真,仿真試驗表明兩個控制系統不僅可以實現轉子穩定懸浮,而且實現了徑向懸浮力和旋轉力矩之間的解耦控制,電機具有良好的動、靜態性能。
    最后,基于對轉子磁場定向控制策略的分析,應用 TMS320F2812 DSP構建了數字控制系統的硬件,開發了數字控制系統的軟件,給出了各個功能模塊的流程圖。并對數字控制系統進行調試和優化,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和控制方法的正確性。



    關鍵詞:無軸承無刷直流電機,數學模型,仿真,數字控制
      
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