无轴承永磁同步电机原理及研究发展趋势.pdf

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1、无轴承永磁同步电机原理及研究发展趋势朱规秋，等无轴承永磁同步电机原理及研究发展趋势朱烷秋，周剑，魏劲夫，成秋良(江苏大学电气信息工程学院，镇江212013)摘要：无轴承永磁同步电机是采用了无轴承技术的高性能永磁同步电机，同时具备永磁同步电机的优良特性与磁悬浮轴承的优点。阐述了转矩绕组极对数为2，悬浮力绕组极对数为3的无轴承永磁同步电机悬浮力产生原理，总结了目前国际国内无轴承永磁同步电机在结构方面与控制策略方面的研究成果，为无轴承永磁同步电机结构改进与控制优化提供重要参考。分析了无轴承永磁同步电机研究发展趋势，为无轴承永磁同步电机进一步研究指明方向。关键词：无轴承电机

2、；永磁同步电机；电机结构；控制策略；发展趋势中图分类号：TM341；TM351文献标志码：A文章编号：1001．6848(2010)02．0077．06PrincipleandResearchDevelopmentTrendofBearinglessPermanentMagnetSynchronousMotorZHUHuang-qiu，ZHOUJian，WEIJin-fu，CHENGQiu—liang(SchoolofElectricalandInformationEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China

3、)Abstract：Abearinglesspermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isahighperformancePMSMadoptingbearinglesstechnology，andhastheexcellentcharacteristicsofPMSMandthefeaturesofmag-neticbearings．Inthepaper，thegenerationprincipleofradialsuspensionforcesofabearinglessPMSMwithPM2andPB=3wereexpounded

4、，researchresultsinmotorstructureaspectandcontrolstrategyaspectofbearinglessPMSMsweresummarized，whichgivinganimportantreferenceforthestructureim—provementandcontroloptimizationofbearlessPMSM．AnalyzedthedevelopmenttrendofbearinglessPMSM，showedthedirectiontothefutureresearchonbearinglessP

5、MSMs．KeyWords：Bearinglessmotor；Permanentmagnetsynchronousnqotor；Motorstructure；Controlstrat—egy；Developmenttrend超高速旋转情况下剧烈的机械磨损。并且无需润0引言滑，无污染，适用于超洁净环境，而且寿命较长，磁悬浮技术是指借助磁场力将被控对象(转对于维护困难的场合较为适用，国内外学者已对子)置于非机械接触状态的技术。该技术主要理论其做过全面而深入的研究，在能源交通、机械加基础是电磁场理论、电力电子技术及控制理论，工工业、航空航天及机器人等高速领域获得了实依托现

6、代电力电子器件及信号处理器件得以实现。际应用。但在实际运用中，磁悬浮轴承系统存在目前，磁悬浮技术主要应用于磁悬浮列车(Magnet-以下问题：①输出功率难以进一步提高。为了提icLevitationVehicle)、磁悬浮轴承(MagneticBear-高电机的输出功率，必须要加大电机的轴向长度ing)与无轴承电机(BearinglessMotor)等领域。和径向长度。但是电机两端磁悬浮轴承本身占有磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空中，一定的轴向长度，电机轴向尺寸较大而降低了转实现转子和定子之问没有任何机械接触的新型高子的临界转速，这导致电机功率的提高主要依赖性能

7、轴承J，对磁悬浮轴承的研究已有150多年的径向尺寸的增加，而转轴径向尺寸受材料机械强历史，磁悬浮轴承无机械摩擦，能够避免在转子度的限制，同时径向尺寸增加势必使磁悬浮轴承体积增加，磁悬浮轴承支承的电机的体积就会增大许多；为了高速时能避开转轴的临界转速(以免收稿日期：2009—07—04修稿日期：2009—10—09引起转轴的共振)，只能尽量控制电机本身的轴向基金项目：国家863高技术基金项目(2007AA04Z213)长度。②磁悬浮轴承需要一定数量的励磁线圈，·77·微电机高性能的功率放大器和造价不菲的位移传感器，力方向必沿轴，又由于Y轴左侧的转矩绕组气隙由于成本