检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2019年第21期34卷 4428-4440页

作者：朱熀秋郝正杰潘伟刁小燕江苏大学电气信息工程学院

无轴承无刷直流电机是采用了无轴承技术的高性能无刷直流电机,它不仅具有无刷直流电机体积小、效率高、维护简便、调速性能好等特点,还兼备磁轴承无摩擦、无需润滑、洁净和寿命长等优点。该文首先介绍无轴承无刷直流电机悬浮力产生原理... 详细信息

无轴承无刷直流电机是采用了无轴承技术的高性能无刷直流电机,它不仅具有无刷直流电机体积小、效率高、维护简便、调速性能好等特点,还兼备磁轴承无摩擦、无需润滑、洁净和寿命长等优点。该文首先介绍无轴承无刷直流电机悬浮力产生原理;其次针对国内外无轴承无刷直流电机已开展的研究工作,对其关键技术的研究现状进行归纳总结;然后阐述该电机在血液泵、飞轮储能等应用领域的研究;最后,为了提升无轴承无刷直流电机的性能,分析其现存的问题,展望无轴承无刷直流电机未来的发展趋势。

关键词：无轴承无刷直流电机悬浮力产生原理关键技术应用研究发展趋势

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无轴承无刷直流电机径向悬浮力精确数学模型

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中国电机工程学报 2012年第36期32卷 75-81,11页

作者：陈雷刚朱熀秋江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

建立精确的径向悬浮力数学模型,对降低无轴承无刷直流电机系统复杂性、提高控制精度很有帮助。从无轴承无刷直流电机结构出发,详细阐述了其工作原理并建立了等效磁路。将永磁体磁动势等效为悬浮力绕组上的虚拟电流,进而推导了单自由度... 详细信息

建立精确的径向悬浮力数学模型,对降低无轴承无刷直流电机系统复杂性、提高控制精度很有帮助。从无轴承无刷直流电机结构出发,详细阐述了其工作原理并建立了等效磁路。将永磁体磁动势等效为悬浮力绕组上的虚拟电流,进而推导了单自由度径向悬浮力的数学模型。最后对有限元分析得到的仿真结果和理论值进行了比较。为了得到更准确的结果,为位移刚度系数引入了修正系数,并再次对其进行了有限元验证。结果表明,所提出的无轴承无刷直流电机的径向悬浮力数学模型具有可行性和较高的精确性。

关键词：无轴承无刷直流电机径向悬浮力数学模型有限元分析

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无轴承无刷直流电机悬浮力新型控制策略

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江苏大学学报（自然科学版） 2015年第2期36卷 209-214页

作者：朱熀秋单龙江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为了克服传统无轴承无刷直流电机悬浮力控制方法所引起的转子径向悬浮力小、控制悬浮力绕组的逆变器需通断次数多、控制系统复杂等缺点,在阐述无轴承无刷直流电机结构及悬浮力产生原理的基础之上,提出了一种悬浮力新型控制策略,即采用... 详细信息

为了克服传统无轴承无刷直流电机悬浮力控制方法所引起的转子径向悬浮力小、控制悬浮力绕组的逆变器需通断次数多、控制系统复杂等缺点,在阐述无轴承无刷直流电机结构及悬浮力产生原理的基础之上,提出了一种悬浮力新型控制策略,即采用悬浮力绕组三相同时导通的控制策略来实现转子稳定悬浮.为验证该新型控制策略的有效性,运用有限元分析方法进行分析计算.并运用Matlab/Simulink对控制系统进行仿真试验.结果表明,在电机尺寸以及悬浮力绕组电流相同的条件下,转子受到的径向悬浮力较传统控制方法提高了35%;该控制系统不仅能够实现转子稳定悬浮,而且具有良好的动静态性能.

关键词：无轴承无刷直流电机径向悬浮力控制策略有限元分析仿真

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无轴承无刷直流电机研究现状及发展趋势

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微电机 2014年第8期47卷 74-78页

作者：刘奕辰朱熀秋江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

无轴承无刷直流电机是一种高性能的新型电机,它将无刷直流电机和磁悬浮轴承功能集成一体,使其不仅具备磁轴承无摩擦、无磨损、高速度、寿命长等特点,还具有无刷直流电机的效率高、体积小、结构简单的优势,潜在发展和应用前景非常广阔。... 详细信息

无轴承无刷直流电机是一种高性能的新型电机,它将无刷直流电机和磁悬浮轴承功能集成一体,使其不仅具备磁轴承无摩擦、无磨损、高速度、寿命长等特点,还具有无刷直流电机的效率高、体积小、结构简单的优势,潜在发展和应用前景非常广阔。本文介绍无轴承无刷直流电机的结构特点、悬浮力产生的原理,从电机结构、控制策略方面分析了无轴承无刷直流电机的国内外发展现状,并根据无轴承无刷直流电机的优势及存在的问题,分析了未来无轴承无刷直流电机的研究发展趋势,为今后进一步开展无轴承无刷直流电机的研究提供参考。

关键词：无轴承无刷直流电机悬浮力电机结构控制策略

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无轴承无刷直流电机结构有限元分析

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计算机仿真 2023年第7期40卷 337-341页

作者：张飞卜文绍曾倩河南科技大学电气工程学院河南洛阳471023

为省去传统双绕组无轴承电机中的独立悬浮绕组,提高转矩绕组占槽面积和电机功率密度,研究了一种具有定子12槽/齿、6极永磁转子的单绕组无轴承无刷直流电机(BL-BLDCM)新型结构。首先介绍了该电机的基本结构、电磁转矩和磁悬浮力的分时控... 详细信息

为省去传统双绕组无轴承电机中的独立悬浮绕组,提高转矩绕组占槽面积和电机功率密度,研究了一种具有定子12槽/齿、6极永磁转子的单绕组无轴承无刷直流电机(BL-BLDCM)新型结构。首先介绍了该电机的基本结构、电磁转矩和磁悬浮力的分时控制工作原理。然后基于ANSYS-Maxwell软件建立了单绕组BL-BLDCM的二维电磁场有限元仿真模型,分别以气隙长度、永磁体极弧系数和永磁体厚度等关键结构参数为参量,研究了结构单绕组BL-BLDCM的可控磁悬浮力和沿垂直轴向耦合径向力随相关参量的变化规律;研究结果可为12槽6极单绕组BL-BLDCM的结构优化设计提供理论参考依据。

关键词：无轴承无刷直流电机单绕组径向磁悬浮力电机结构参数有限元分析

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无轴承无刷直流电机精确数学建模及控制系统设计

无轴承无刷直流电机精确数学建模及控制系统设计

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作者：陈雷刚江苏大学

学位级别：硕士

无轴承无刷直流电机是将无刷直流电机和无轴承技术结合而成的一种新型电机，它的转矩绕组和悬浮力绕组共用定子铁心，因此具有无刷直流电机的无需励磁、高效可靠、出力大和无轴承电机的高转速、无磨损等多重优势，在血液泵、手术切割电... 详细信息

无轴承无刷直流电机是将无刷直流电机和无轴承技术结合而成的一种新型电机，它的转矩绕组和悬浮力绕组共用定子铁心，因此具有无刷直流电机的无需励磁、高效可靠、出力大和无轴承电机的高转速、无磨损等多重优势，在血液泵、手术切割电锯、高速/超高速离心机等生物医学领域和飞轮储能等新能源领域具有极高的研究价值和广泛的应用前景。近十五年来，无轴承无刷直流电机作为一个新兴方向在国内外得到了一些研究，但尚且存在结构参数优化设计、精确数学建模以及先进控制技术与算法的应用等关键性技术问题亟待解决。为解决这些问题，本文将进行如下几方面的工作:\n 首先，从无轴承无刷直流电机基本组成和本体结构出发，详细分析转矩与悬浮力的产生原理，从绕组分布上实现转矩与悬浮力之间的解耦，为后续精确数学模型的推导奠定基础。\n 其次，从本文提出的无轴承无刷直流电机结构的工作原理出发，将永磁体磁动势等效为悬浮力绕组上的虚拟电流，推导单自由度及任意位置处径向悬浮力数学模型，给出转矩子系统数学模型。数学模型的建立将为电机的精确控制奠定数学基础。\n 再次，对推导出的无轴承无刷直流电机径向悬浮力数学模型进行有限元分析。为得到更准确的结果，为位移刚度系数引入了修正系数，并再次对其进行了有限元验证。简要介绍无轴承永磁电机通用型工作原理及结构，阐述气隙磁密幅值及其波形对电机的影响。从理论上分析磁场分布的特点，并利用Ansoft软件对无轴承永磁电机的面贴式和Halbach阵列永磁转子进行有限元分析与对比，得出气隙磁密在转子外圆周表面及转子磁轭中的分布情况。有限元分析结果表明，本文推导的数学模型具有精确性和可靠性，Halbach阵列能显著提高气隙磁密并增强其正弦特性。\n 最后，设计无轴承无刷直流电机控制系统，介绍双闭环转矩子系统和双闭环悬浮力子系统的实现方法及工作原理。借助MATLAB/Simulink对控制系统进行建模与仿真并对仿真结果进行分析，设计基于TMS320F2812平台的实验系统的软件并阐述各主要功能模块的具体实现方法。仿真结果验证了控制系统的可行性与可靠性，软件设计为在后续研究中搭建实验平台进行了有益的尝试。

关键词：无轴承无刷直流电机数学模型有限元分析气隙磁密控制系统

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无轴承无刷直流电机原理与控制技术

无轴承无刷直流电机原理与控制技术

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作者：贾磊江苏大学

学位级别：硕士

无刷直流电机是一种性能优越,应用前景广阔的电机,它结合了直流电机和交流电机的特点,既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具备直流电机的运行效率高、调速性能好等诸多特点。无轴承无刷直流电机除了具有无刷... 详细信息

无刷直流电机是一种性能优越,应用前景广阔的电机,它结合了直流电机和交流电机的特点,既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具备直流电机的运行效率高、调速性能好等诸多特点。无轴承无刷直流电机除了具有无刷直流电机的优点之外,还具有磁轴承的优点,在生物医药工程、半导体制造业、食品加工、飞轮储能、机器人、航空航天等特殊电气传动领域具有潜在广泛的应用前景,因此,对无轴承无刷直流电机的研究引起了广泛的关注。本文重点开展了无轴承无刷直流电机的基础理论和实验研究,建立了无轴承无刷直流电机的数学模型,研究了基于转子磁场定向的无轴承无刷直流电机控制系统,对无轴承无刷直流电机的无速度传感器技术进行了研究,设计了数字控制系统,具体内容如下: 首先,介绍了无轴承无刷直流电机径向悬浮力的产生原理,推导了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型,设计了无轴承无刷直流电机的转子磁场定向磁场定向控制系统,利用Matlab/Simulink工具箱对控制系统进行了仿真,仿真试验表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦控制,电机具有良好的动、静态性能。其次,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的无轴承无刷直流电机转子转速估算方法,并推导了转速估算公式,构成了无速度传感器无轴承无刷直流电机转子磁场定向控制系统。利用Matlab/Simulink建立了仿真模型,并进行了仿真,通过仿真验证了该控制系统具有较好的性能。最后,基于对转子磁场定向控制策略的分析,应用TMS320F2812 DSP构建了数字控制系统的硬件,开发了数字控制系统的软件,给出了各个功能模块的流程图。并对数字控制系统进行调试和优化,给出了相关实验结果,并进行了分析,通过实验来验证控制系统和控制方法的正确性。

关键词：无轴承无刷直流电机数学模型仿真无速度传感器数字控制

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无轴承无刷直流电机悬浮力控制策略及数字系统研究

无轴承无刷直流电机悬浮力控制策略及数字系统研究

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作者：单龙江苏大学

学位级别：硕士

无轴承无刷直流电机(Bearingless BLDCM)是一种采用了无轴承技术的无刷直流电机，作为新型电机，其结合了无轴承电机和无刷直流电机的优点，具有高转速、无摩擦、无需励磁、高功率密度等多重优势，是高速电气传动领域中的重大突破，在... 详细信息

无轴承无刷直流电机(Bearingless BLDCM)是一种采用了无轴承技术的无刷直流电机，作为新型电机，其结合了无轴承电机和无刷直流电机的优点，具有高转速、无摩擦、无需励磁、高功率密度等多重优势，是高速电气传动领域中的重大突破，在医疗卫生、真空技术、飞轮储能、航空航天等新能源领域具有广泛的应用前景。\n 论文在江苏省“青蓝工程”创新团队和江苏省“333工程”专项科研基金的资助下，以无轴承无刷直流电机为研究对象，重点展开了无轴承无刷直流电机基础理论和实验设计研究，对其运行原理、悬浮力控制策略及数字控制系统等方面进行了较为深入地研究，具体内容如下:\n 首先，论文针对无轴承无刷直流电机进行了系统性综述，主要包括对其研究背景、发展现状、发展趋势及其关键技术问题进行概述。\n 其次，在介绍无刷直流电机运行机理和分析了无轴承电机悬浮力产生原理的基础之上，采用磁场定向法推导出无轴承无刷直流电机悬浮力公式，并在此基础之上建立了无轴承无刷直流电机转矩和悬浮力部分的数学模型。\n 再次，论文针对无轴承无刷直流电机传统悬浮力控制方法的不足，提出一种悬浮力新型控制策略，利用三相悬浮力绕组同时导通的控制方法，来实现转子稳定悬浮，详细叙述了新型电机绕组结构和悬浮力产生的机理，并根据新型控制方法设计了相对应的控制系统。最后为了验证该悬浮力新型控制策略的正确性，采用Ansoft有限元仿真软件建立二维电磁场仿真模型，运用有限元分析(FEM)方法对其内部的磁场分布和转子径向悬浮力进行了分析，然后再利用Matlab/Simulink构建无轴承无刷直流电机控制系统仿真模型进行仿真试验。实验结果表明，采用本文提出的悬浮力新型控制策略的控制系统能够实现无轴承无刷直流电机转子的稳定悬浮，因此该悬浮力新型控制策略的可行性得到了验证。\n 最后，基于上述对无轴承无刷直流电机结构、数学建模及控制策略的研究基础之上，构建以TMS320F2812数字信号处理器为核心的无轴承无刷直流电机数字控制系统，主要包括硬件设计和软件设计，并介绍了各个组成部分的具体实现方法，为以后试验平台的搭建奠定了基础。

关键词：无轴承无刷直流电机悬浮力控制有限元分析数字控制系统

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无轴承无刷直流电机的非线性解耦控制的研究

无轴承无刷直流电机的非线性解耦控制的研究

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作者：李慧慧江苏大学

学位级别：硕士

无轴承无刷直流电机是一种新型电机,是由无刷直流电机引入悬浮绕组,不仅具有无轴承电机特点,同时也具备了无刷直流电机的优点,具有高转速、高效率、运行寿命长、高功率密度、无摩擦、无需润滑、无污染、免维护等优点,应用前景广阔。本... 详细信息

无轴承无刷直流电机是一种新型电机,是由无刷直流电机引入悬浮绕组,不仅具有无轴承电机特点,同时也具备了无刷直流电机的优点,具有高转速、高效率、运行寿命长、高功率密度、无摩擦、无需润滑、无污染、免维护等优点,应用前景广阔。本文在分析无轴承无刷直流电机的研究现状的基础上建立了无轴承无刷直流电机的数学模型,根据独立控制理论,进行了无轴承无刷直流电机的仿真研究,并进一步研究了基于自适应控制系统辨识的智能控制的方法,提高了无轴承无刷直流电机的运行效果,最后建立数字系统。主要研究工作如下:\n (1)根据无轴承无刷直流电机的悬浮机理,建立无轴承无刷直流电机的转矩部分和悬浮部分的数学模型。并进行了悬浮绕组和转矩绕组之问的耦合性分析,分析了悬浮部分和转矩部分独立控制的方法,为控制系统的设计奠定理论基础。\n (2)根据悬浮部分和转矩部分独立的控制思想,设计了无轴承无刷直流电机控制系统,悬浮部分根据所推导出来的数学模型,通过非线性补偿控制,实现了系统的稳定性。转矩部分则通过反电动势确定转子位置,并通过转子位置的反馈计算出实时电流反馈给电流滞环比较器形成电流闭环,并加入速度闭环控制实现双闭环控制。仿真结果验证了控制方法的可行性。\n (3)采用对角回归神经网络(DRNN)模型,设计了基于DRNN神经网络控制器的无轴承无刷直流电机自适应控制系统,构建了Matlab仿真模型实现动态实时的控制,提高了系统的鲁棒性。\n (4)采用TMS320F2812DSP设计了无轴承无刷直流电机数字控制系统,通过软硬件设计,构建了无轴承无刷直流电机的数字实验平台。

关键词：无轴承无刷直流电机非线性解耦自适应控制 DRNN辨识数字控制系统

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无轴承无刷直流电机飞轮储能系统基础研究

无轴承无刷直流电机飞轮储能系统基础研究

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作者：刘奕辰江苏大学

学位级别：硕士

能源危机和环境污染是世界公认的两大社会问题。开发诸如风能、太阳能、水能等清洁能源成为各国研究的热点。将其他能源转换为电能储存是一种有效的储能方式。蓄电池是最为常见的电能储存方式之一,但是传统的蓄电池储能密度小、寿命短... 详细信息

能源危机和环境污染是世界公认的两大社会问题。开发诸如风能、太阳能、水能等清洁能源成为各国研究的热点。将其他能源转换为电能储存是一种有效的储能方式。蓄电池是最为常见的电能储存方式之一,但是传统的蓄电池储能密度小、寿命短、易造成化学污染,渐渐不能满足社会的需求。因此,清洁高效的储能装置成为学者们研究的热点。飞轮储能系统以其寿命长、储能密度大、无污染、免维护等特点,在电动汽车、航空航天等领域具有重大的应用价值。在飞轮储能系统中,驱动电机作为能量转换装置起着至关重要的作用。无刷直流电机具有调速性能好、体积小、重量轻、效率高等优势,既可以作为电动机也可以作为发电机使用,相比于其他类型的电机更适合作为飞轮储能的驱动电机。但是传统轴承支撑的无刷直流电机因为存在摩擦磨损,产生粉尘和污染,不仅影响电机寿命,还限制了电机转速的提高,已经难以在高速及洁净的环境下运行。因此,无轴承无刷直流电机以其无摩擦磨损、无需润滑、转速高、寿命长等特点得到了广大学者的亲睐。本文围绕无轴承无刷直流电机关键技术开展理论和试验研究,论文主要研究工作:(1)结合文献对飞轮储能系统及无轴承无刷直流电机进行了国内外研究发展现状的分析,并对其关键技术以及发展趋势进行了论述,提出一种五自由度飞轮储能系统。(2)提出一种新型的无轴承无刷直流电机结构,并详细分析了转矩和悬浮力产生的原理,在此基础上推导了无轴承无刷直流电机转矩的数学模型和径向悬浮力数学模型。为无轴承无刷直流电机控制系统的设计奠定了理论基础。(3)设计了无轴承无刷直流电机控制系统,提出一种12相悬浮力绕组导通策略,并阐述了转矩子系统电动机(充电)、发电机(放电)、待机三种状态控制系统的实现和悬浮力子系统控制系统的实现。利用MATLAB/Simulink平台构建转矩子系统仿真模型和悬浮力子系统仿真模型,并对仿真结果进行分析。(4)基于TMS320F2812平台设计了无轴承无刷直流电机数字控制系统,阐述了各个模块的原理及功能,并设计了软件系统。利用样机进行了部分试验研究,并分析了试验结果。

关键词：飞轮储能系统无轴承无刷直流电机数学模型控制系统悬浮力

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