导读:本文包含了无轴承电机论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:轴承,电机,永磁,磁轴,轴向,转子,感应。
无轴承电机论文文献综述
陈鑫,仇志坚[1]（2018）在《叁相桥臂坐标系下无轴承电机直接力控制研究》一文中研究指出无轴承电机直接力控制方法(SVM-DFC)由于采用传统的SVPWM控制悬浮磁链,计算复杂,不利于提高悬浮动态响应。为此本文引入一种新型的叁相桥臂坐标系SVPWM调制方法控制悬浮绕组。首先,推导分析了该SVPWM调制算法及其与传统SVPWM方法的联系,构造了基于叁相桥臂坐标系的直接力控制系统,然后用Matlab/Simulink进行了仿真验证。仿真结果验证了该方法的可行性,并且系统的动态响应和稳态精度得到有效的提高。(本文来源于《微电机》期刊2018年10期）
吴华春,杨石平[2]（2018）在《基于洛伦兹力的无轴承电机优化与特性分析》一文中研究指出传统无轴承电机将电机的旋转和径向磁悬浮支承功能集成于一体,具有支承无接触、无摩擦和无需润滑的优点,但是其转矩和径向悬浮力相互制约,永磁体厚度必须折中考虑.设计了一款基于洛伦兹力的无轴承电机,该无轴承电机可以同时产生转矩和轴向悬浮力,径向悬浮依靠径向永磁轴承实现.通过磁路欧姆定律推导了电机的轴向洛伦兹力的数学模型,采用有限元法分析了永磁体厚度、气隙长度和电流大小对轴向洛伦兹力的影响.结果表明,永磁体厚度增大使洛伦兹力无轴承电机的轴向承载力变大,永磁体厚度为3 mm最合适.(本文来源于《郑州大学学报(工学版)》期刊2018年01期）
张颖,黄永红,薛瑞,袁野[3]（2017）在《生物反应器用外转子无轴承电机的设计与分析》一文中研究指出提出了一种新型的外转子无轴承永磁同步电机的设计方案,具有低速、低耗的特点,安装在生物反应器内,取代了传统搅拌轴,为动物细胞悬浮培养创造了一个更易于保护细胞完整、密封性强的温和无菌环境。介绍了电机工作原理,并对该电机径向悬浮力的数学模型进行了推导。利用Maxwell软件分析了电机的气隙磁密以及谐波,重点分析损耗;并利用损耗分析结果,在Motor-CAD软件中建模,得出电机额定状态下的温度,验证了所设计电机的合理性。(本文来源于《微特电机》期刊2017年11期）
杨均悦[4]（2017）在《感应型五自由度无轴承电机悬浮及旋转驱动系统研究》一文中研究指出无轴承电机通过定子中两套绕组磁场的合成作用,在驱动转子旋转的电磁转矩基础上派生出可控制转子位移的磁悬浮力,将旋转驱动与悬浮支撑融为一体,从而取消了单独的径向支撑部件,具有无摩擦、无磨损、无润滑及无污染等优点。根据转子结构特点,无轴承电机可分为感应型、永磁型及开关磁阻型等多种类型,其中感应型无轴承电机与异步电机的运行特性相似,具有转子结构简单、气隙磁场均匀、运行可靠性高、齿槽脉动低及弱磁调节范围宽等特点,更易于实现无轴承电机的高速、高精度及大功率化的发展目标,具有广阔的工业应用前景。本文以感应型无轴承电机为研究对象,目标是实现转子在旋转驱动状态下的五自由度精确悬浮控制。为此,需对所研究对象的机电结构、气隙合成磁场、磁场多变量解耦、整体PID控制、双DSP数字控制系统等关键技术进行深入研究,具体内容如下:(1)感应型无轴承电机定子中包含转矩及悬浮两套绕组,所产生的气隙磁场由这两套绕组中的电流感生并迭加而成,所形成的旋转驱动力及悬浮支撑力对外界负载的影响非常敏感,因此,建立包含负载因素的完整数学模型是实现感应型无轴承电机精准控制的关键。本文基于气隙磁场形成原理,利用磁路计算方法,推导出感应型无轴承电机的电磁转矩方程,以此建立了包括转子偏心及电磁转矩的感应型无轴承电机悬浮力模型,并通过有限元仿真及实验方法验证了所建模型的有效性及正确性。(2)目前对感应型无轴承电机的研究及实现主要集中在二自由度的控制方法及控制策略,距工业实用化的期望值相差较大。本文基于单独的二自由度无轴承电机研究基础,提出了将两个二自由度无轴承电机与轴向磁轴承相配合的新型五自由度结构,该结构并非为两个二自由度无轴承电机的简单迭加,而是将这两个电机的定子绕组进行精确的转矩与悬浮协同控制。为此,根据所建的电磁转矩与悬浮力数学模型提出了五自由度无轴承电机的整体设计方案,并进行机电结构的参数化设计、电磁参数的有限元仿真计算及控制系统的流程设计。(3)感应型无轴承电机悬浮控制为多输入多输出系统,因此为实现电磁转矩与磁悬浮力之间、磁悬浮力各分量之间的多变量解耦控制,本文以磁场定向控制策略为基础,建立了基于转矩绕组的电磁转矩矢量控制模型,将其中所需的参数进行坐标变换,建立以转矩磁场为基础的旋转坐标系,将不同转速的磁悬浮力磁场与电磁转矩磁场进行解耦。然后再利用坐标变换方法,将磁悬浮力分解为两个相互垂直的分量,从而实现磁悬浮力控制的解耦。所提出的多变量解耦控制方法已通过实验验证,可在无轴承电机旋转状态下实现转子的稳定悬浮控制。(4)五自由度无轴承电机运行时,其转子时刻处于不规则偏心旋转状态,运动形态复杂。传统的两个二自由度无轴承电机采用分散PID控制策略,根据各自位移传感器反馈信号进行独立悬浮控制,割裂了转子悬浮控制的整体性。本文依据上述磁悬浮力解耦模型,将转子视为刚体,对其进行转子动力学分析及建模,然后将每个二自由度无轴承电机的位移反馈量与磁悬浮力输出量,转化为转子运动方程中的参数,并对转子运动状态进行解耦,以实现五自由度无轴承电机转子悬浮系统的整体PID控制。(5)五自由度无轴承电机控制系统所需输入输出信号繁多,单DSP控制系统由于接口数量有限难以满足本文提出的所有控制要求,而采用多个DSP各自独立控制的方案,则无法保证转矩子系统与悬浮子系统之间数据交换的实时性以及各驱动模块之间输出信号的协调性。为此本文设计了一种以双口RAM为共享存储器的双DSP硬件控制系统,并编制了软件程序,搭建了所需的硬件实验平台,实验表明本文设计的软、硬件系统可保证各驱动控制单元数据通讯的同步性。(6)根据上述研究成果,研制出感应型五自由度无轴承电机的实验样机及其控制系统,并搭建了实验平台:(1)通过可控悬浮力测定实验,得到了磁饱和限制条件下的悬浮绕组电流与磁悬浮力之间的线性变化范围,验证了本文所建立磁悬浮力模型的正确性;(2)通过磁悬浮力解耦控制实验,验证了采用转矩绕组磁场定向控制策略进行磁悬浮力解耦控制方法可实现无轴承电机在旋转状态下的悬浮控制;(3)通过五自由度转子系统的悬浮实验,获得了不同转速状态下的转子悬浮控制精度变化规律,验证了本文所建的双DSP硬件控制系统的有效性;(4)通过对悬浮转子进行径向载荷冲击实验,验证了整体PID控制方法较分散PID控制,可更有效地提高转子受冲击载荷作用后的径向位移恢复能力。(本文来源于《大连交通大学》期刊2017-06-30）
刘思嘉[5]（2017）在《立式无轴承电机转子定位控制系统的研究》一文中研究指出单边轴承的低速竖直旋转装置在日常生活、工业生产和科学研究中有着广泛的应用。这类装置由于结构或功能限制,往往只有下端有机械轴承固定,而上端开放,这就使得转子运行时的振动成为一个不容忽视的问题,并由振动衍生出噪音、设备磨损等问题。本文针对这类转子振动问题,提出一种新型的转子定位控制系统。该系统由多个共用转子的弧形直线感应电机组成,通过直线感应电机定转子之间的法向力来对转子进行非接触式定位控制,以减小转子的振动;通过直线感应电机定转子之间的切向力来驱动转子转动。这种转子定位控制系统的基本思想与磁悬浮轴承或无轴承电机系统相同,都是通过对转子施加非接触的电磁力来控制转子位置。但是,传统的磁悬浮轴承主要研究的是高速水平转子,而对于低速竖直转子则研究较少。在低速竖直转子的运动中存在着许多特殊情况:首先,低速情形下,转子本身是一个不稳定的系统;其次,竖直情形下,转子的运动中将会呈现更为复杂的非线性动力学特性。这些特点使得竖直低速转子的定位控制原理变得更为复杂。另一方面,传统的无轴承电机方案,是通过在定子绕组中附加悬浮绕组来实现转子悬浮,原理、结构和工艺都比较复杂,而采用多个直线感应电机来进行转子定位控制,则可以省去附加绕组,使得电机结构简单、加工容易。因此,本文的研究既具有一定的理论难度,又具有一定的应用前景。本文首先提出了基于共用转子的多弧形直线电机的竖直转子定位控制系统的基本结构,并对构成控制系统各个主要模块的功能及数学模型进行了介绍,重点讨论了多直线电机结构的转子驱动机理。其次对控制系统的执行器——直线感应电机的解耦控制进行了讨论,提出了基于稳态性能的法向力和切向力解耦算法,将其推广到动态过程中。仿真结果显示,该算法基本实现了法向力和切向力的解耦,这使得本文可以把研究重点集中于采用法向力实现竖直转子的定位控制。在上述研究基础上,本文提出了基于陀螺效应原理的转子定位控制算法,并通过仿真将其与基于线性系统理论的极点配置控制算法效果进行了对比。对比结果表明,基于陀螺效应的转子定位算法具有较好的鲁棒性。在转子的运转过程中,各种不确定性和非线性特性都会对转子的定位控制产生不利影响。为了克服这些不确定性的影响,本文研究了基于名自适应控制理论的转子定位系统的控制策略,从理论上分析了自适应控制系统的输入状态稳定性问题,通过仿真考察了自适应增益对自适应控制系统的性能和效果。接下来,针对转子启动过程,探讨了在自转转速动态过程中转子的定位算法的有效性,通过仿真比较了在转子加速过程中各种定位算法的局限性和优劣,并提出了一种基于反馈线性化的转子定位算法,用以实现在加速过程中的可靠定位。最后,本文设计研制了基于dSPACE的转子定位控制实验台,以其为基础进行了定位控制策略的模拟实验,验证了基于陀螺效应和基于l1自适应控制理论的定位控制策略的有效性。实验结果表明,基于陀螺效应的定位控制策略能够明显减小竖直转子自转时主轴偏离竖直位置的偏角,而基于l1自适应控制理论的定位策略能够在此基础上进一步减小竖直转子主轴偏角。说明定位控制策略能够有效减小竖直转子转动时主轴偏离竖直位置的偏角。(本文来源于《北京交通大学》期刊2017-06-15）
杨石平[6]（2017）在《基于洛伦兹力的无轴承电机设计与研究》一文中研究指出传统无轴承电机是将电机的旋转功能和磁轴承的支承功能集成于一体的一种电机,具有磁轴承的支承无接触、无磨损、免维护和高速等优点。但是,传统无轴承电机定子上的悬浮绕组和转矩绕组产生的气隙磁场耦合较为严重,使无轴承电机的转矩和径向悬浮力相互制约。本文针对此问题设计了一款基于洛伦兹力的无轴承电机,该无轴承电机仅需一套定子绕组,转子上的永磁体采用特殊的布置,使转矩和轴向悬浮力耦合变小,而且大大提高了无轴承电机的轴向空间利用率。针对设计的洛伦兹力无轴承电机,本文详细综述其工作原理,设计洛伦兹力无轴承电机的结构和转子的悬浮支承方案,采用有限元法研究洛伦兹力无轴承电机的气隙磁场和轴向悬浮力,并设计相关实验。论文的主要研究内容及成果如下:(1)首先,综述引入磁轴承组成“无轴承”结构的电机(无轴承电机),在产生径向悬浮力的无轴承电机的基础上,从结构上进行创新改进,设计出产生主动轴向悬浮力的洛伦兹力无轴承电机,给出转子的整体支承方案,然后详述结构设计过程,确定最终的结构参数。(2)其次,根据确定的结构参数,采用ANSYS软件建立洛伦兹力无轴承电机的有限元模型。通过有限元仿真分析得到其气隙磁场分布规律和轴向悬浮力特性,同时分析径向永磁轴承的支承特性。(3)接着,根据Park坐标变换,建立了洛伦兹力无轴承电机dq0坐标系下的电流解耦模型,从原理上实现转矩电流和悬浮电流的解耦控制,为洛伦兹力无轴承电机的稳定运行提供理论依据。另外,通过采用最小二乘法拟合得到洛伦兹力无轴承电机的轴向刚度和径向永磁轴承的支承刚度。(4)最后,搭建洛伦兹力无轴承电机的实验平台,模拟洛伦兹力无轴承电机的工作过程,测量其气隙磁场和轴向洛伦兹力(主动轴向悬浮力),将实验测量结果与仿真结果进行比较,并分析两者出现差异的原因。通过以上研究得到了洛伦兹力无轴承电机的设计理论和相关特性,为后续洛伦兹力无轴承电机的优化设计奠定基础。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-03-01）
武谷雨[7]（2017）在《轴向主动控制无轴承电机基础研究》一文中研究指出针对传统散热风扇电机中机械轴承的摩擦导致电机转子发热严重,电机工作效率下降,轴承使用寿命缩短等问题,将可实现电机定、转子之间无机械接触的无轴承技术应用到风扇电机中为风扇电机的发展开拓了新思路。在无轴承风扇电机中,当风扇电机运行时会受到一随风速变化的轴向负载,因此需要主动控制轴向自由度。同时研究发现,无轴承电机主动控制自由度的数目决定了所需功率器件的数目,主动控制自由度数目的增多不仅导致电机体积增大,同时控制系统所需功率器件、位移传感器数目相应增加,此外还使得运行过程中功率损耗以及制造过程中成本增加,因此有学者提出了单轴/单驱动无轴承电机的概念。现有的单轴/单驱动无轴承电机主要采用d轴电流id控制轴向主动悬浮,但这可能会造成永磁体不可逆退磁、电机起动失效、转矩输出降低等一系列问题。针对单轴/单驱动无轴承电机存在的问题,本文提出了一种新型的轴向主动控制无槽斜绕组无轴承电机,该电机利用特殊的定子倾斜绕组结构产生所需的轴向悬浮力,该电机仅采用电机q轴电流实现了转矩和轴向悬浮力的解耦控制。其次推导了轴向主动控制无槽斜绕组无轴承电机的反电势、轴向悬浮力和电磁转矩的数学模型,并利用有限元分析对电机的原理和性能进行了相关研究,为电机加工提供了可行性。接着根据电机的原理从材料选型、主要电磁结构参数优化设计、机械结构设计叁个方面详细的阐述了电机设计的过程。首先,本章对涉及的电磁设计的材料,包括定子部件和转子部件进行了选型,其后根据已知参数和设计目标对定子线圈倾斜角、永磁体厚度、相绕组匝数和双层定子间隙等参数进行了优化设计,最后根据得到的设计结果加工而成了一台原理样机。针对设计的原理样机,并根据已推导的轴向悬浮力和转矩的解耦控制框图,采用电流、转速和轴向位移叁闭环的控制方式设计了该电机的控制系统。通过实验验证了转子位置角检测的准确性,并得到了电流开环下的电机空载损耗和空载转矩特点。在进行转速突变和负载突变的转速闭环实验时发现采用实心导磁材料加工而成的定子铁心中的磁滞损耗和利用机械轴承取代被动磁轴承时的电机转轴与轴承摩擦力将会对电机的性能造成一定的影响。在实现了静态悬浮的基础上,进一步实现了动态悬浮实验,验证了这种新型的轴向主动控制无槽斜绕组无轴承电机原理和设计的正确性,及控制方法的有效性。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
李权,贾红云,徐放,袁安富,曹永娟[8]（2017）在《双绕组定子永磁型无轴承电机设计》一文中研究指出提出了一种12/8极双绕组定子永磁型无轴承电机,分析了其结构与径向悬浮力产生原理,推导了电机的功率方程,确定了电机的定子内径与轴长。从电机的等效磁路入手对定转子极弧和永磁体尺寸进行了计算。初步确定了电机的主要尺寸参数,用有限元法(FEM)对该尺寸电机的悬浮特性和转矩特性进行了计算和分析,计算结果验证了设计方法和理论分析的正确性。(本文来源于《微特电机》期刊2017年01期）
张松[9]（2016）在《一种用于小型水泵的无轴承电机磁悬浮性能分析》一文中研究指出提出一种用于小型水泵的无轴承无刷直流电机,介绍了其结构、磁悬浮产生的原理以及磁悬浮控制的策略,并进行了无轴承无刷直流电机的模型仿真及磁悬浮性能测试试验。有限元法分析计算的结果证明所设计的这种用于小型水泵的无轴承无刷直流电机的模型精确有效。使用所设计的机械样机进行了悬浮性能测试试验,通过试验证明以2 200 rad/s最大转子速度和8.2 L/s最大水流量驱动小型水泵时,转子能够成功地悬浮而没有机械支撑。从结果中可以得到所设计的磁悬浮控制策略作为无轴承无刷直流电机的控制方法是有效的,并且所设计的无轴承无刷直流电机特别适用于驱动小型水泵系统。(本文来源于《电机与控制应用》期刊2016年12期）
张涛,倪伟,莫丽红,贾红云[10]（2016）在《永磁型无轴承电机自适应振动抑制控制》一文中研究指出为解决在永磁型无轴承电机转子抑制振动控制时,高频噪声信号降低振动信号频率辨识精度,导致系统不稳定的难题,介绍了一种基于多频率跟踪算法的转子自适应振动抑制控制策略。分析了振动信号频率辨识误差形成机理,推导了自适应多频率跟踪算法,构建了转子振动抑制控制系统,采用李雅普诺夫稳定性理论分析了自适应多频率跟踪算法和基于该算法的振动抑制控制系统稳定性。将其应用到永磁型无轴承电机转子磁场定向控制系统中,进行了仿真和实验研究。研究结果表明,自适应多频率跟踪算法可快速准确辨识振动信号频率,基于该方法的振动抑制控制系统,可有效抑制转子振动,提高转子旋转精度。(本文来源于《振动与冲击》期刊2016年20期）
无轴承电机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
传统无轴承电机将电机的旋转和径向磁悬浮支承功能集成于一体,具有支承无接触、无摩擦和无需润滑的优点,但是其转矩和径向悬浮力相互制约,永磁体厚度必须折中考虑.设计了一款基于洛伦兹力的无轴承电机,该无轴承电机可以同时产生转矩和轴向悬浮力,径向悬浮依靠径向永磁轴承实现.通过磁路欧姆定律推导了电机的轴向洛伦兹力的数学模型,采用有限元法分析了永磁体厚度、气隙长度和电流大小对轴向洛伦兹力的影响.结果表明,永磁体厚度增大使洛伦兹力无轴承电机的轴向承载力变大,永磁体厚度为3 mm最合适.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无轴承电机论文参考文献
[1].陈鑫,仇志坚.叁相桥臂坐标系下无轴承电机直接力控制研究[J].微电机.2018
[2].吴华春,杨石平.基于洛伦兹力的无轴承电机优化与特性分析[J].郑州大学学报(工学版).2018
[3].张颖,黄永红,薛瑞,袁野.生物反应器用外转子无轴承电机的设计与分析[J].微特电机.2017
[4].杨均悦.感应型五自由度无轴承电机悬浮及旋转驱动系统研究[D].大连交通大学.2017
[5].刘思嘉.立式无轴承电机转子定位控制系统的研究[D].北京交通大学.2017
[6].杨石平.基于洛伦兹力的无轴承电机设计与研究[D].武汉理工大学.2017
[7].武谷雨.轴向主动控制无轴承电机基础研究[D].南京航空航天大学.2017
[8].李权,贾红云,徐放,袁安富,曹永娟.双绕组定子永磁型无轴承电机设计[J].微特电机.2017
[9].张松.一种用于小型水泵的无轴承电机磁悬浮性能分析[J].电机与控制应用.2016
[10].张涛,倪伟,莫丽红,贾红云.永磁型无轴承电机自适应振动抑制控制[J].振动与冲击.2016
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