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无轴承电机的结构设计 无轴承电机的结构设计

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《无轴承电机的结构设计》修改意见稿

1、“..... 基于无轴承电机高品质的性能,广阔的应用前景,对提高机械工业制造装备的水平,特别是提高航空航天器工作性能无疑具有现实和深远意义,其研究工作越来越受到国内外科技工作者的高度重视。 二〇〇九年六月八日星期无轴承电机概述无轴承电机的发展状况将磁轴承绕组和电机定子绕组叠加在起,实现电机和轴承体化,这个概念最初是由瑞士于世纪年代末提出来的,在瑞士的实现了同步电机的无轴承技术之后,无轴承电机的研究引起了重视。 目前瑞士日本和美国等国家都大力支持开展这项高新技术的研究工作。 日本等人对无轴承永磁电机进行了研究,其优点是能够产生强大的悬浮力并易于控制,实验样机运行转速为瑞士的和等人对无轴承的片状电机进行了研究,设计出的电机结构紧凑,采用光电传感器测量转子的位移,数字控制器采用的是主频为的作为单元,采用开关功率放大器驱动,最高转速达到。 目前正在研究转速为无轴承片状电机......”

2、“.....年国家自然科学基金资助了无轴承电机的研究工作,南京航空航天大学江苏理工大学和沈阳工业大学得到了支持并正在开展无轴承交流电机无轴承片状电机等的研究。 还有些单位得到了省市有关部门基金的支持,也正在研究和探索这项高新技术。 目前国内已发表了多篇综述及理论仿真研究的文章,对无轴承电机的研究成果还未进行公开报道。 无轴承电机的关键技术的研究现状就无轴承交流电机研究现状来看,目前仅停留在理论和样机实验阶段,离实用化还有定的距离,但就研究初期成果所体现出来的优越性足以确信其潜在的使用价值。 无轴承电机的控制系统是其核心关键技术,决定无轴承电机能否稳定可靠工作,目前制约其实用化的重要原因是控制问题。 无轴承电机控制的困难在于该系统具有复杂的非线性强耦合特性,主要表现在无轴承电机的电磁转矩和径向悬浮力之间存在藕合。 如果不采取有效地解耦措施......”

3、“.....因此电磁转矩和径向悬浮力之间解耦控制是无轴承电机的基本要求无轴承电机的控制系统的设计必须考虑因磁饱和和温度变化等因素所引起正确的引导。 在此即将毕业之际,我对导师对我的精心培养和无微不至的关怀表示由衷的感谢和敬意。 此外,我还得到了同组及同班同学的很多帮助他们在我论文的编写过程中提出了很多宝贵性的建议,才使得我顺利的完成了论文的编写,在此,并向他们表示最诚挚的感谢,二〇〇九年六月八日星期毕业设计说明书无轴承电机的结构设计班级学号姓名学院专业指导教师年月软件工程郑军郭平英软件学院二〇〇九年六月八日星期无轴承电机的结构设计摘要无轴承电机是典型的机电体化产品,由于它具有上述诸多优良性能及其在众多工业领域内的应用前景,使得无轴承电机技术越来越受到国内外专家学者的关注与重视。 而我国对这技术的研究尚不成熟,针对这种情况,我们在毕业设计中选择了这课题......”

4、“.....而且比其他同功率的电机及支撑装置,体积小重量轻能耗小,对于提高高速及超高速运转机械的工作性能具有重要意义,本文就是基于这些问题提出的。 对于个典型的无轴承电机来说,它主要由机械检测控制三大主要部分组成,而控制系统是整个系统的关键,而合理的机械结构设计又是保证承载能力要求和运行稳定可靠的前提,所以,本论文主要对机械系统和控制系统进行分析和设计。 文中以无轴承电机的永磁偏置径向轴向磁轴承本体结构的设计机械部分及控制系统为主要研究对象,设计出合理的结构参数和控制系统,并对系统的稳定性进行简要的分析。 关键词无轴承电机,磁悬浮轴承,机械系统,支撑装置,承载能力二〇〇九年六月八日星期......”

5、“.....并不是说不需要轴承来支承......”

6、“.....还有望突破更高转速和大功率的限制,拓宽了高速电机的使用范围,与磁轴承支撑的高速电机相比具有下列优点电机轴向长度可以设计得较短,临界转速可以较高,拓宽了高速电机的应用领域,特别是在体积小转速高和寿命长的应用领域另方面,在同样长度的电机转轴情况下,输出功率将比磁轴承支承的电机有大幅度提高。 结构更趋简单,维修更为方便,特别是电能消耗减少。 传统的磁轴承需要静态偏置电流产生电磁力来维持转子稳定悬浮,而无轴承电机不再需要。 径向悬浮力的产生是基于电机定子绕组产生的磁场,径向悬浮力控制系统的功耗只有电机功耗的这些优点特别适用于航空航天等高科技领域,左右面受到的电磁吸力分别为左右气隙处产生的合成磁通为轴向磁极的面积为空气的磁导率。 在未产生控制磁通之前,由于,故......”

7、“.....控制器将这位移信号转变成控制信号,功率放大器又将此控制信号变换成控制电流,这个电流流经电磁铁线圈绕组使铁芯内产生电磁磁通,在转子左面的处由励磁磁通和永磁磁通的流向相同,与永磁磁通叠加,使气隙处总的磁通增加,即励磁磁通在右面气隙处,由于与永磁磁通的流向相反,故在气隙处的总磁通减少为。 根据吸力公式和,要满足,使转子回到参考位置的条件为如果转子受到个向左的外扰力,可以用类似的方法进行分析,得到相反的结论。 因此,不论转子受到向右或向左的外扰动,带位置负反馈的永磁偏置轴向磁轴承系统,其转子通过控制器控制励磁绕组中的电流,调节左右气隙磁通的大小,始终能保持转子在平衡位置。 二〇〇九年六月八日星期毕业设计小结为了减小磁轴承电机的轴向长度提高临界转速缩小系统体积和提高系统的可靠性,实现磁轴承的集成化小型化......”

8、“.....研究工作主要包括以下几个方面结合磁轴承系统与电机系统结构,总体描绘出无轴承电机的总体结构草图,继而从总体结构入手,设计无轴承电动机的主要零件结构,并附带介绍了些加工工艺。 基于前章设计的磁轴承结构,阐述了磁轴承的基本工作原理,有针对性的研究了种新型永磁偏置径向轴向磁轴承的工作机理采用等效磁路法建立了该磁轴承的数学模型,并通过该磁轴承的承载力公式及相关电机设计经验公式推得设计该磁轴承结构参数设计方案,且以具体实例演示了该磁轴承参数设计的般计算过程。 由于永磁偏置径向轴向磁轴承的控制系统较为复杂,尤其要提高控制转速来充分发挥这种磁轴承的优势,使得控制系统需要较好的抗干扰能力和定的稳定性。 本文阐述了控制理论的基本原理,并将其用于永磁偏置径向轴向磁轴承的控制研究,通,朱熀秋,邓智泉,袁寿其......”

9、“.....王晓琳,邓智泉,严仰光种新型的五自由度磁悬浮电机南京航空航天大学学报王冠,徐龙祥永磁偏置五自由度磁轴承结构及磁路分析北京北京航空学院出版社,李冰,邓智泉,严仰光种新颖的永磁偏置三自由度电磁轴承南京航空航天大学学报二〇〇九年六月八日星期,曾励,朱熀秋,曾学明,徐龙祥,刘正埙单自由度混合磁悬浮轴承控制系统模型的研究南京航空航天大学学报二〇〇九年六月八日星期致谢本文的研究工作是在导师袁文武和郭平英教授的精心指导下顺利完成的。 导师渊博的知识,丰富的科研工作经验,做学问严谨的态度和开阔的思路深深的感染了我,使我受益匪浅。 在课题的研究过程中,导师在理论分析难点解疑等各个方面对我进行了悉心的指导,对论文结构的组织及全文的总成进行了多次细致认真的审改,并提出了宝贵的意见......”

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