高速磁悬浮电机电磁轴承变偏置电流控制

针对高速磁悬浮电机电磁轴承采用固定偏置电流导致功耗较大问题,在控制电流采用PID控制基础上,介绍了一种变偏置电流减小电磁轴承功耗的控制方法.推导出电磁轴承功耗与偏置电流关系,结合约束条件,得到最低功耗时偏置电流关于转子位移偏差的函数表达式.为了提高系统快速响应能力,在实际应用中对偏置电流函数表达式进行近似线性化处理.仿真和实验结果表明:该方法既能保证磁悬浮轴承系统稳定起浮,同时静态悬浮和降速过程中降低轴承线圈铜耗达94％,电机转频达700 Hz时降低轴承铁耗约为74％,降低功耗效果明显.     

电磁轴承高速电机转子系统的内模-PID控制

PID控制是电磁轴承(AMB)高速电机转子系统最基本的控制算法,但PID参数的整定困难。为了减小PID参数整定的难度,将内模控制(IMC)与PID控制相结合,该文设计IMC-PID控制器,将三个参数的整定问题减少到一个参数。然后,分析该参数对系统的稳定性、抗干扰能力、最大振幅以及临界转速的影响,给出了其选取的原则。最后,分别在单自由度磁悬浮系统和四自由度AMB高速电机转子系统上对IMC-PID控制器进行了仿真,并在AMB高速电机平台上进行试验。仿真和试验结果均表明,IMC-PID控制方法具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。     

高速永磁电机电磁轴承转子系统的动力学及实验研究

高速永磁电机由于其转速高、体积小和功率密度大等优点,在众多行业有着非常广阔的应用前景,然而转子的高速旋转也对其支承系统提出了很高的要求。电磁轴承作为一类非接触式支承系统,非常适用于高速永磁电机。针对一台40 000 r/min、50 kW的高速永磁同步电机进行了电磁轴承转子系统设计,具体包括承载力设计、控制器设计、电流/位移刚度实验标定以及系统性能分析。最后对该支承系统进行实验研究。实验结果表明,高速永磁同步电机在额定转速范围内,电磁轴承转子系统可以稳定工作,进而验证了该设计方法的合理性。     

无轴承开关磁阻电机转子质量偏心补偿控制

由于机械不平衡原因,无轴承开关磁阻电机存在转子质量偏心的问题,这会导致额外的不平衡径向磁拉力,从而使电机的悬浮精度变差,这也是限制电机高速时转速进一步提升的重要因素。分析转子质量偏心对电机悬浮性能的影响,介绍悬浮转子振动控制原理,设计基于最小均方（least—mean—square,LMS）算法的白适应凹陷滤波器,将其加入到无轴承开关磁阻电机（bearinglessswitchedreluctancemotor,BSRIV1）系统中,利用Matlab／Simulink对该振动控制方法进行仿真研究,最后在一台实验样机上进行实验验证。结果表明,基于LMS算法的白适应凹陷滤波器能够在不同的电机转速条件下有效补偿转子的同频振动位移,抑制转子偏心振动,提高转子悬浮精度。     

基于四因子变极性控制的磁悬浮高速电机刚性转子同频振动抑制

变极性切换控制(polarity switching control,PSC)可有效降低主动电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统在刚体平动模态前后的同频不平衡振动,而且通过引入干扰观测器可降低极性切换瞬间对系统产生的冲击.然而,当刚体锥动模态也存在时,简单PSC已不能保...     

外转子永磁高速电机转子振动特性分析

在外转子高速永磁电机转子设计中,为了提升电机转子高速旋转的稳定性,避免转子高速引起振动和发生扫膛,通过NX软件建立了转子几何模型,导入有限元分析软件进行自由模态分析,获得了电机转子的固有频率与振型图;并进行试验模态分析实测,与前者数据作比较,结果吻合,验证了动力学模型的正确性。通过施加轴承约束求解模态,估算了转子结构的合理转速。     

磁悬浮轴承高速永磁电机转子模态分析

在制定磁悬浮快速永磁电机旋转体的过程中,必须测定旋转体的自然振动频率,以保障其在安全速度范围内运行,避免发生共振。针对磁悬浮高速永磁电机转轴部分进行模态分析,先用UG软件建立转子模型,再用ANSYS Workbench软件评估其模态获得转子的固有频率,模式实验上则通过LMS锤击技术测定转子的固有频率,对比实验结果与模拟结果,表明该研究可为防止共振和优化结构提供理论依据。     

电磁轴承高速飞轮转子模态分离–状态反馈解耦控制

针对主动电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出一种模态分离–状态反馈内模控制算法。首先用模态分离对电磁轴承飞轮转子系统的平动模态与转动模态进行解耦,再用状态反馈对两个转动模态进行解耦,从而将电磁轴承飞轮转子系统原来互相耦合的四个自由度变换为四个彼此独立的自由度,最后采用内模控制器对解耦后的系统进行调节,以实现良好的控制性能。对模态分离–状态反馈内模控制系统的稳定性、目标跟踪性能及鲁棒性进行了理论分析,并通过仿真和实验进一步验证了该算法的有效性。结果表明:模态分离–状态反馈内模控制系统既实现了平动模态和转动模态的解耦,也实现了两个转动模态的解耦,能够使飞轮转子系统稳定悬浮并有效的抑制其振动,具有抗干扰能力较强、鲁棒性好、结构简单,调节方便等优点。     

高速电机电磁振动问题的分析及处理

高速电机的电磁振动一直是困扰设计和工艺人员的难题,针对某型号电机的二倍频振动,根据电磁振动理论进行理论分析,并用Ansys有限元软件对其进行模态分析,分析结果与试验结果较为吻合。根据分析结果对该电机进行处理,成功解决了此例高速电机的电磁振动问题。     

电磁结构对高速永磁电机转子涡流损耗的影响

本文设计了一台高速永磁电机,分析了定子槽数,槽口宽度、定子裂变比、永磁体极弧系数等参数对转子涡流损耗的影响,并对一种复合屏蔽层空心转子结构进行了研究,分析了外屏蔽层电导率对转子各部分涡流损耗的影响,并为屏蔽层的制作材料的选择提供了理论依据。最后,本文建立了转子温升测试试验台,对比了有、无铜屏蔽层的两种转子的温升,实验结果验证了理论分析的正确性。     

磁悬浮高速电机转子非线性低频振动机理研究

本文针对磁悬浮电机高速旋转时转子出现低频振动的现象开展研究。文中建立了磁悬浮控制系统各环节的非线性模型,分析了电磁力、开关功率放大器、电流输出限幅等非线性因素导致低频振动的机理,并在此基础上,基于描述函数及扩展奈奎斯特判据方法分析了含有非线性环节的磁悬浮系统稳定性。文中建立了基于Matlab的仿真模型,并研制了100kW磁悬浮高速永磁电机样机,通过仿真与试验对提出的结论进行了验证,结果表明当磁悬浮电机高速旋转时,除同频振动外,转子确实产生了与转速无关的低频振动,该低频振动与系统中的非线性因素有关,其中电流饱和与限幅是导致该低频振动的主要原因,所得结论能够为磁悬浮技术在高速电机中的应用提供理论依据。     

高速电机轴承预紧力对电机振动精度影响的探讨

1　前言BT-40-2自动换筒拉丝电机是在消化吸收国外自动换筒拉丝电机的基础上,发挥自我优势达到替代进口产品的目的。该电机额定功率0.75～55.5kW,频率10～70Hz,正常的工作转速在4000r/min左右。由于所拉的玻璃纤维丝大约只有1/10的头发丝那么粗,所以对振动精度要求很高。即在4000r/min运行时,机头最远处,水平、垂直2个方向上振动值均不超过50μm。轴承预紧结构见图1。图11.主轴　2.机座　3.后轴承座　4.轴承　5.弹簧座6.预紧弹簧　7.压紧环　8.内迷宫　9.后盖　10.销紧螺母　　2　运行特性及故障情况该电机在空载运行时,各项技术指标完全…     

无轴承开关磁阻电机质量偏心振动补偿

由机械不平衡等原因导致的无轴承开关磁阻电机(BSRM)质量偏心问题,造成额外的不平衡径向磁拉力和转子的径向振动,且振动会传递到定子机壳,产生机械噪声的同时影响电机运行性能,限制转速的进一步提升。分析了转子质量偏心对电机悬浮性能的影响,介绍了BSRM转子振动控制原理,设计基于坐标变换和低通滤波器的补偿控制方法,研究传统模拟PID对补偿方法的影响,对该不平衡补偿方法进行仿真,并在一台实验样机上进行实验验证。结果表明,基于坐标变换和低通滤波器的补偿方法能适应不同转子转速并有效补偿转子的同频振动位移,使得转子围绕惯性轴旋转。     

基于电磁屏蔽法变频电机轴承电流抑制研究

针对两种轴承电流抑制措施进行了效能分析,一种为在电机内安装电磁屏蔽槽楔,另一种为在电机轴端安装轴承电流短路环。回顾了电磁屏蔽槽楔的工作原理,通过有限元法计算了电磁屏蔽槽楔对高频电磁场的屏蔽效能;介绍了轴承电流短路环的工作原理。最后以一台3 k W、4极变频电机为研究对象,搭建了实验平台,分别测量了两种轴承电流抑制措施下电机轴承电流,通过实验测量分析了两种轴承电流抑制方法的效能。     

感应电机变频调速中的转子差频控制

一、前言最近以来国外感应电机变频调速发展很快,容量从小自1千瓦以下,大至数千千瓦的产品都有。变频调速不但与节能、现代交通有密切关系,且在一般工业传动中也有逐步取代直流传动之趋势,值得引起人们的注意。变频调速的控制方式有很多种,一种是电压频率法(即将电机定子电压与定子频率之比取为常数),这种方式的优点是控制回路简单,但由于未计入负荷变化的影响,故难于适应对调速要求较高的     

电机轴承振动的消除

故障现象 解体电机抽出转子检查铁心,发现铁心相碰处产生点、片、面的白色、褐色及蓝色擦痕。 故障诱因 由于电机转子与定子铁心的空气隙很小,当铁心有故障情况时,会使滚动轴承强烈振动,分以下几种状况: (1)属转子铁心受高热变形,导致定、转子铁心扫膛相擦。 (2)卧式安装的电机轴承老化,会使轴承圈间的径向间隙增大很多,并超过国家规定磨损最大允许值时(0.1～0.3mm),在重力的作用下,使转子铁心旋转的同时,摩擦定子铁心的底部,而增大     

无电解电容控制电机电磁振动优化研究

为解决洗衣机电机用的电解电容控制器体积大、寿命短、成本高等问题,提出使用无电解电容控制器方案,但无电解电容控制带来电机电磁振动异常大的问题。通过无电解电容对电磁振动影响机理研究,电磁仿真定量分析无电解电容电磁振动产生机理,为后续无电解电容振动优化设计提供理论支撑和改善思路。根据本研究成果,使用定子冲片优化结合电流控制方案进行样机制样和测试验证,结果表明电磁振动改善效果明显,振动幅值下降50%～90%,电磁振动达到有电解电容电机的振动水平,结果起到了很好的减振效果,说明本研究成果对于实际工程应用具有指导意义。     

高速IPMSM离散滑模电流补偿解耦控制

内嵌式永磁同步电机(IPMSM)矢量控制系统中,由于坐标变换引入与速度有关的交叉耦合项和系统控制延迟的影响,使得高速IPMSM在数字控制中电流环解耦性能下降。针对传统离散复矢量电流控制器只适用于表贴式永磁电机,不适用于IPMSM;同时对电机参数变化敏感,不能满足系统鲁棒性的问题,根据IPMSM d,q轴电感不相等的特点,建立了相应的离散数学模型,并根据零极点对消原理提出了离散电流控制器。同时,为提高系统的鲁棒性和参数不变性,设计了带离散滑模电流补偿解耦控制器。通过仿真和实验加以证明,结果表明该控制策略能有效实现d,q轴电流解耦,同时提高了系统动态性能。