无轴承永磁同步电动机的发展、应用和前景

介绍了无轴承电动机的基本原理，综述了无轴承电动机起源及无轴承永磁电动机研究现状，详细论述了无轴承永磁电动机在半导体工业、化工工业及生物工程等领域的应用特点和意义，展望了我国研究和应用无轴承永磁同步电动机的前景。     

车载飞轮电池用无轴承永磁同步电动机神经网络控制

针对电动汽车磁悬浮飞轮储能电池用无轴承永磁同步电动机(BPMSM)的非线性、强耦合、参数时变等特性,将单神经元PID和径向基函数神经网络(RBFNN)相结合,提出一种新型车载飞轮电池用BPMSM神经网络控制策略。采用RBFNN辨识BPMSM输入输出变量之间的关系,构建BPMSM系统的参考控制模型,通过MATLAB仿真软件对其进行仿真验证,结果表明,该控制方法可显著提高系统的静态和动态性能。     

内插式永磁型无轴承电动机悬浮力模型及其关键参数萃取

为计及内插式永磁型无轴承电动机直交轴电感差异对悬浮运行的影响,实现转子凸极效应下的稳定悬浮运行控制,提出一种建立悬浮力精确模型及其关键参数萃取的新方法。该方法从内插式永磁型无轴承电动机运行原理出发,基于磁场能量方法,建立计及转子凸极影响和定、转子定位偏心的磁悬浮力解析模型。针对模型参数是悬浮力控制及电动机悬浮运行的关键,深入分析该模型中关键参数的获取机理,并通过有限元磁场分析方法实现可控悬浮力和单边磁拉力计算中的参数萃取。在此基础上采用所获取的参数建立内插式永磁型无轴承电动机的有效控制策略,悬浮运行的仿真结果验证参数萃取方法的正确性。     

永磁同步电动机无传感器控制方法综述

介绍了近些年提出的永磁同步电动机无传感器控制方案,同时也指出了它们的优缺点,最后提出了永磁同步电动机无传感器控制今后的发展方向.     

无轴承电机径向力控制技术分析及应用研究

无轴承电机通过磁场力将转子悬浮于电机内部空间,去除了传统电机中支承电机转子的机械轴承.其中径向力控制技术是无轴承电机中的关键控制技术,对于提高无轴承电机的实际应用性能具有关键意义.本文首先分析了无轴承电机中的控制技术及其技术现状,之后阐述了无轴承电机径向力控制原理和控制步骤,最后分析了无轴承电机径向力控制技术的应用要点...     

轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力研究

为了解决轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承缺乏径向磁力解析数学模型等问题，在分析双磁环气隙磁导的基础上，结合稀土永磁材料特性和磁通连续原理，用虚位移法得出轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力解析数学模型。模型表明：该型永磁轴承径向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比；径向磁力近似与磁环的平均直径成正比；磁环径向磁力随磁环径向宽度、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大，随磁环相对磁导率及轴向间隙的增大而减小。模型计算值和试验值基本吻合。     

基于Maxwell14.0的永磁同步电动机有限元分析

以三相永磁同步电动机作为分析模型,采用Ansoft/Maxwell有限元分析软件建立了永磁电动机的有限元模型,计算了电机在稳态电磁场以及瞬态电磁场的内部磁场分布规律,为电机的优化设计提供了理论依据.     

永磁偏置型径向磁悬浮轴承参数设计方法研究

永磁偏置型磁悬浮轴承中既存在永磁磁场,又存在电磁磁场,其结构及磁场分布比较复杂,涉及的参数也较多,利用简单的等效磁路法无法对所有的参数进行精确设计。以一种结构形式的永磁偏置型径向磁悬浮轴承为例,在分析其工作原理及磁场分布的基础上,提出了一种基于磁通量计算的参数设计方法,给出了设计流程与计算实例。利用有限元分析软件对设计结果进行了电磁场仿真。实验结果表明:基于此方法设计出的永磁偏置型径向磁悬浮轴承具有良好的悬浮特性。给出了转轴在20 000 r/min时的径向位移波形及控制绕组中的电流波形。     

基于ANSYS的盘式永磁同步电动机转子的结构分析

盘式永磁同步电动机的转子是盘式永磁电动机的重要部件,它直接影响着电机的可靠性及功率密度。运用ANSYS有限元分析软件对转子盘体的应力和变形分布规律进行了分析研究,为转子结构的优化设计提供了依据,对提高盘式永磁电动机的功率密度具有重要意义。     

g<1永磁直线同步电动机齿槽力波动的径向基神经网络预估器

永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)齿槽力是影响电动机性能的主要因素之一,特别是在高精度,低速情况下,问题尤为突出。根据q<1分数槽绕组PMLSM结构,采用有限元法计算齿槽力的影响,建立以径向基神经网络为基础的PMLSM齿槽力预估器,其学习算法首先采用快速模糊C均值算法(Accelerated fuzzy C-means,AFCM)对数据进行聚类,选取基函数传播因子,再由最小正交平方算法(Orthogonal least squares learning algorithm,OLSA)选取中心矢量,该预估器与带动量的BP网络(Back propagation neural net- work,BPNN)预估器相比较表明,能够在加快网络学习速度的前提下,保证精度,缩小网络规模,提高网络分类能力。试验结果表明,采用q<1分数槽绕组PMLSM能够有效地减小齿槽力的影响。预估器的建立,能够在设计阶段对PMLSM齿槽结构参数进行有效地预估,使得电动机在满足推力波动指标条件下,实现快速敏捷设计,提高PMLSM的整体设计水平。     

径向磁化的双筒永磁轴承轴向磁力研究

为了解决径向磁化的双筒永磁轴承轴向磁力数值计算复杂及缺乏计算轴向磁力的工程化解析模型等问题,该文在分析磁筒气隙磁导的基础上,结合磁通连续性原理和稀土永磁材料特性,通过电磁场理论中的虚位移法得到了该型轴承工程化轴向磁力解析数学模型。模型表明:该型轴承轴向磁力与磁筒剩磁的平方成正比;轴向磁力随磁筒间隙半径、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大,随磁筒间隙的增大而减小。在轴承正常轴向工作范围内,该模型计算值与实验值相当吻合。     

一种径向永磁轴承设计与研究

建立一种径向永磁轴承系统,永磁轴承的设计便被简化为单端径向永磁轴承设计与分析。采用ANSYS磁场求解方法,建立单端径向永磁轴承3D有限元模型,分别得出动静磁环轴向宽度、径向宽度、截面面积和间隙对其径向承载刚度的影响,这为此类径向永磁轴承的设计提供了优化依据。     

无轴承永磁同步电机的神经网络逆控制

无轴承永磁同步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现无轴承永磁同步电机的线性化解耦控制,是无轴承永磁同步电机稳定运行和走向实用化的关键。将神经网络具有的特点（对非线性系统的逼近能力以及对系统参数变化的适应能力）与逆系统方法的特点（解耦线性化）相结合,提出了基于神经网络的无轴承永磁同步电机逆系统解耦控制方法。通过用静态神经网络加积分器来构造无轴承永磁同步电机的逆系统,将无轴承永磁同步电机动态解耦成位移子系统和转速子系统分别设计调节器进行控制,然后运用线性系统理论进行综合。仿真及实验结果表明,系统具有良好的鲁棒性和动静态解耦性能。     

石油钻机用永磁同步电动机电磁场有限元分析

用Ansofi公司的Maxwell 2D模块建立了石油钻机永磁同步电动机（PMSM）模型。通过电磁场有限元分析,得到了一组电流及磁密分布等的特性曲线,精确计算出电机性能参数,并在此基础上对电机进行优化设计;最后对优化后的电机计算分析三相瞬态短路故障情况下PMSM的运行特性,具有实际工程意义。     

基于MRAS的永磁同步电动机无传感器控制

针对目前永磁同步电动机高性能控制系统中采用光电编码器或旋转变压器来检测转子位置和速度时,会出现不稳定、可靠性低、成本较高等问题,采用一种基于模型参考自适应系统的无传感器控制技术来解决。该方法首先计算出参考模型与可调模型中共有矢量的差值,然后由自适应机构来修改可调模型中的转速,使可调模型中的转速趋近于参考模型中的转速,也就是使共有矢量的差值趋近于零,最终达到速度观测的目的。仿真结果证明了所采用方法的有效性。     

q＜1永磁直线同步电动机齿槽力波动的径向基神经网络预估器

永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)齿槽力是影响电动机性能的主要因素之一,特别是在高精度,低速情况下,问题尤为突出.根据q＜1分数槽绕组PMLSM结构,采用有限元法计算齿槽力的影响,建立以径向基神经网络为基础的PMLSM齿槽力预估器,其学习算法首先采用快速模糊C均值算法(Accelerated fuzzy C-means,AFCM)对数据进行聚类,选取基函数传播因子,再由最小正交平方算法(Orthogonal least squares learning algorithm,OLSA)选取中心矢量,该预估器与带动量的BP网络(Back propagation neural network,BPNN)预估器相比较表明,能够在加快网络学习速度的前提下,保证精度,缩小网络规模,提高网络分类能力.试验结果表明,采用q＜1分数槽绕组PMLSM能够有效地减小齿槽力的影响.预估器的建立,能够在设计阶段对PMLSM齿槽结构参数进行有效地预估,使得电动机在满足推力波动指标条件下,实现快速敏捷设计,提高PMLSM的整体设计水平.     

永磁同步电动机模型预测控制

提出永磁同步电动机(PMSM)调速系统模型预测控制(MPC)设计方法。针对PMSM调速系统的非线性特点,提出一种新的PMSM调速系统离散线性模型,便于对系统设计多变量控制器。利用新的PMSM调速系统离散线性模型,结合MPC具有的处理多变量系统和系统约束条件的优点,提出用一个MPC控制器代替传统矢量控制中速度和电流双闭环控制结构以及针对输入约束条件的抗饱和回路的设计思路。新设计方法极大地简化了系统结构,提高了系统的可控性。最后,通过仿真对采用传统抗饱和技术的矢量控制方法与MPC进行比较,MPC在多变量系统和多变量约束条件下,表现出明显的应用优势及潜力。仿真结果表明MPC控制PMSM调速系统结构简单,计算量小,静、动态性能优异。     

无速度传感器永磁同步电动机反馈线性控制研究

本文利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速方程构造降维线性Luenberger观测器来获得电动机的转速，观测器简单易行，通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度。本文采用直接反馈线性控制策略来设计系统控制器，使系统具有良好的速度跟踪和转矩响应。通过Matlab的仿真，验证了系统设计的有效性和可行性。     

起重机用永磁同步电动机的应用与展望

通过对永磁同步电动机的特性、分类、工作原理和工作过程进行详细的叙述,简明的阐述了这种电动机在起重机上的应用效果及前景,充分肯定了其良好的功效,并对其发展前景做了简要预测,对本行业同仁的设计选型具有一定的指导意义。     

双环永磁轴承径向偏移承载能力的研究

在分析永磁轴承基本结构的基础上,提出了双环永磁轴承的结构,并进一步分析了该轴承的工作原理和径向偏移承载能力,推导了径向磁吸力、轴承间隙、剩磁之间的关系,经仿真其结果表明:大部分磁力线形成闭合回路,最大限度地减少了磁力线的对外散发,保证了永磁环性能的稳定,延长了永磁环的使用寿命;径向磁吸力随轴承间隙的增大逐渐减小,随表面剩磁的增加而增大;轴承的径向刚度等于长度为半周长的线性模型的刚度。