无轴承永磁薄片电机的新型单绕组结构及其精确控制

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1、迫扎再粒芾J应闭2016，43(9)控制与应用技术E嘲无轴承永磁薄片电机的新型单绕组结构及其精确控制：l：朱幌秋，赵玉亮，袁建飞，丁泉(江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013)摘要：针对双绕组无轴承永磁薄片电机绕组间绝缘要求高、槽满率低、电机漏磁大等缺点，提出了一种新型单绕组无轴承永磁薄片电机(M—BPMSM)结构，在每相绕组端部通入转矩电流，同时在绕组中点处注人悬浮力电流，实现薄片转子的旋转和悬浮。阐述了M-BPMSM的悬浮力产生原理，推导了其径向悬浮力的精确数学模型。在该模型的基础上建立了一种悬浮力双闭环补偿控制策略，当电机负载变化导致悬浮力幅值和方向改变时，使用该策略可

2、以对径向悬浮力进行补偿，实现悬浮力的精确控制。利用MATLAB软件构建了仿真系统，仿真结果表明：采用悬浮力双闭环补偿控制策略对M-BPMSM进行控制，径向悬浮力具有较高的控制精度和较快的响应速度，且具有良好的动、静态性能。关键词：无轴承永磁薄片电机；单绕组；中点注入；悬浮力补偿中图分类号：TM301．2文献标志码：A文章编号：1673-6540(2016)09—0001-07AccurateRadialSuspensionForceControlofSingleWindingBearinglessPermanentMagneticSliceMotorwithNewStructureZ

3、HUHuangqiu，ZHAOYuliang，YUANJianfei，DINGQuan(SchoolofElectricalandInformationEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Tosolveproblemsoftheconventionalbearinglesspermanentmagneticslicemotorwithdoublewindings，suchashighinsulationrequirement，lowfillingratio，seriousfluxleakage，an

4、ovelstructureofsingle—windingbearinglesspermanentmagneticslicemotorwasproposed．Thisstructurehasonlysinglewindingwhichwasforrotation，themiddle—pointterminalsofthiswindingwereextractedtoinjectradialsuspensionforcecurrent(M—BPMSM)．TheprincipleandstructuredesignofM-BPMSMwereinvestigatedandtheaccura

5、temathematicalmodelofradialsuspensionforcewasdeduced．Basedonthemodelabove，adoubleclosedloopcontrolstrategyinradialsuspensionforcesubsystemwasputforwardwhichcouldcompensatefortheradialsuspensionforcechangedbecause0fthe1oadsuddenchangeofmotor．Thesimulationmode1basedonMATLABwasconstructedandtheres

6、ultshowedthattheproposedradialsuspensionforcecontrolmethodcouldimprovethecontrolaccuracyanddynamicperformanceofsuspensionforceofM—BPMSM．Keywords：bearinglesspermenentmagneticslicemotor；singlewinding；middle-pointinjection；compensationforsuspensionforceo引言量蓍由于无轴承电机具有磁轴承无润滑、无磨损、的永磁薄片转子轴向长度小于它的直径。在这

7、种无接触、高速度、高精度、寿命长、无机械噪声等一情况下，电机薄片转子的三个自由度就可以处于系列优点，因此在特殊电力驱动场合拥有广阔的被动的悬浮状态，剩下两个自由度就可以通过主基金项目：江苏省“青蓝工程”项I~(2014)；江苏省“333工程”项目(2014)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏政办发[2014])作者简介：赵玉亮(1991一)，男，硕士研究生，研究方向为无轴承永磁薄片电机的设计与控制。一1一控制与应用技术E帅队迫札再控制应闭2016，43