无轴承永磁同步电机有限元分析

无轴承永磁电机径向悬浮力与电机绕组结构、永磁体厚度及悬浮力绕组中电流等存在着复杂关系，研究这些关系对电机优化设计具有重要参考价值。该文在介绍了无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上，推导了径向悬浮力数学模型。用有限元分析和计算方法，讨论了无轴承永磁同步电机在定子绕组相应等效电流作用下，改变径向悬浮力绕组中的电流，电机气隙磁路分布状况；在电机气隙不变，改变永磁体厚度，计算和分析了径向悬浮力与永磁体厚度之间的关系；在电机转矩绕组极对数pM=2不变的情况下，对径向悬浮力绕组采用一对极pB=1和三对极pB=2方式绕制，计算和比较产生的径向悬浮力和麦克斯韦力大小。对pM=2，pB=3的实验样机，在静态悬浮状态下，测试了径向悬浮力和径向悬浮力绕组电流之间的关系，实验结论验证了ANSYS软件计算结果的正确性。     

交替极无轴承永磁电机的悬浮力脉动分析

Cosequent-Pole无轴承永磁电机的悬浮力与转子转角本质上是无关的，其控制系统因此得以简化，但考虑到谐波因素时，其引起的悬浮力脉动对于系统的悬浮性能产生了不利影响。该文推导了计及谐波的悬浮力统一公式，并以有限元分析对其进行了验证，指出了不同极对数时，产生的悬浮力脉动的情况及原因，并提出了抑制悬浮力脉动的方法，为交替极无轴承永磁电机的设计和优化提供了理论指导。     

可控型永久磁铁滑子的直线同步悬浮列车的吸引悬浮推进实验研究

介绍一台用可控型永久磁铁作为滑子的直线同步悬浮实验列车装置及其悬浮原理。为了大幅度降低悬浮时的耗能，作者提出了用气隙跟踪模式来缓冲起动，降落中击，用零冲击，用零电流模式来消除悬浮损耗的新颖方法。文章详细地推导了采用独立控制法的吸引悬浮控制理论，给出了增益值的计算公式，此外还简单介绍了推进控制原理及其系统构成。悬浮推进实验的结果表明，零电流悬浮法具有较高的实用价值，同时，气隙跟踪模式对于大型悬浮系统     

可控型永久磁铁滑子的直线同步悬浮列车的吸引悬浮推进实验研究

介绍一台用可控型永久磁铁作为滑子的直线同步悬浮实验列车装置及其悬浮原理。为了大幅度降低悬浮时的耗能，作者提出了用气隙跟踪模式来缓冲起动、降落；中击，用零电流模式来消除悬浮损耗的新颖方法。文章详细地推导了采用独立控制法的吸引悬浮控制理论，给出了增益值的计算公式，此外还简要介绍了推进控制原理及其系统构成。悬浮推进实验的结果表明，零电流悬浮法具有较高的实用价值，同时，气隙跟踪模式对于大型悬浮系统有极其重要的意义。     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统解耦控制策略

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合，具有非线性时变特征，严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题，该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先，基于有限元分析和麦克斯韦应力法，揭示悬浮力非线性时变规律，并建立完善的数学模型；进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中，位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型，另一方面用于设计耦合悬浮力观测器，实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后，针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证，结果表明，所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合，提升系统鲁棒性。     

多极串联悬浮电磁铁的动态控制模型研究

悬浮电磁铁的动态模型是悬浮系统的重要组成部分。是进行悬浮系统稳定性控制的基础。该文首先扼要介绍单极悬浮电磁铁的动态模型。然后描述多极串联悬浮电磁铁的物理结构。基于有关磁路定律和电路定律研究并建立其动态模型，该模型包括电磁力-电流-间隙的动态约束方程和电流-电压的动态约束方程。它们构成了一个复杂的非线性动态系统。在此基础上设计悬浮控制器是一个十分复杂的过程，该文研究了一种基于多极串联电磁铁的动态补偿方法，该方法使多极串联悬浮电磁铁的动态耦合模型得以去耦。     

感应型无轴承电机磁悬浮力解析模型及其反馈控制

由于负载、干扰和径向位移检测误差，无轴承电机悬浮运行时定、转子中心并不重合，产生偏心，影响了其稳定悬浮控制性能。该文从运行原理出发，建立了计及定、转子定位偏心的感应型无轴承电机磁悬浮力的较精确解析模型，采用电机电磁场分析软件ANSOFT验证了它的精度。应用这个模型实现了悬浮力的实时观测，在传统气隙磁场定向矢量控制系统基础上添加了悬浮力的闭环控制，有效地提高了感应型无轴承电机稳定悬浮运行的动、静态性能。     

电磁过滤器去除热网腐蚀产物数学模型研究与应用

通过悬浮铁颗粒在电磁过滤器通道中的受力平衡和物料守恒的原理，推导出电磁过滤器去除水中悬浮铁的数学模型，利用自行设计的动态试验装置对模拟可靠性进行了验证。结果表明：运行流速固定为190 m/h时，进水悬浮铁质量浓度在20～1 300μg/L范围内，电磁过滤器悬浮铁的去除率维持在98%左右，电磁过滤器进水含铁量越大，出水含铁量也相应增大；电磁过滤器进水含铁量不变时，流速在319～660 m/h范围内，电磁过滤器悬浮铁的去除率随着流速的增加而降低；在该流速和进水铁含量范围内，电磁过滤器去除水中悬浮铁的数学模型得到很好的验证，同时提出了表征电磁过滤器对水中悬浮铁去除能力的性能常数以及性能常数的测试方法，可以用于指导电磁过滤器的设计、选型和运行优化。     

无轴承开关磁阻电机的减振控制策略

脉动的径向电磁力导致的定子振动问题阻碍了磁阻电机的推广应用。该文研究了一种利于减小无轴承开关磁阻电机(bearingless switched reluctance motor，BSRM)定子电磁振动的悬浮运行控制策略。该控制策略在保证电机转子悬浮所需悬浮力一定的前提下，以减小定子极受到的径向电磁力为控制依据。基于悬浮运行原理和数学模型，叙述了减振控制策略的基本原理；推导了主绕组电流、悬浮绕组电流、开通关断角等电机相关控制参数的计算方法；并给出了系统控制框图。仿真和实验结果均证实了新的控制策略不仅能实现电机的稳定悬浮旋转运行，同时有利于减小 BSRM 定子电磁振动，验证了理论分析的正确性和可行性。     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力全周期模型构建

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统磁通与多个转子齿铰链，导致悬浮系统的等效磁路在整个转子位置周期内具有变结构特征，需要提出新的建模方法，揭示全位置周期内的悬浮力动态变化特性。针对上述问题，该文基于有限元模型开展了12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力电磁特性分析，明晰了转子位置动态变化下的悬浮系统磁通铰链规律。利用麦克斯韦应力法“区域性”建模优势，提出“主-边磁路并行解析”策略，构建了考虑磁通多齿铰链的全周期悬浮力数学模型。通过有限元分析的方法验证了模型优良特性。开展实验研究，结果表明，建立的悬浮力模型可以有效揭示12/14磁悬浮开关磁阻电机独特本体结构下的悬浮力特性，实现稳定悬浮，进一步验证了所提建模方法的可行性。该方法可以推广至一类具有悬浮系统磁通多齿铰链特征的磁悬浮开关磁阻电机建模研究中。