1、处于平衡二〇〇九年六月八日星期位置时，环型永磁体在轴向气隙处产生的偏置磁通相等，同时在四个径向气隙处也产生相等的偏置磁通，这样使转子受到的轴向和径向的磁阻力合力为零。当转子偏离平衡位置时，永磁偏置磁场对转子产生的磁阻力并不能使转子回到平衡位置，因此需要个主动的闭环伺服控制系统去控制轴向控制线圈和径向控制线圈的电流，产生控制磁通和偏置磁通叠加，使其在转子的个方向的磁通增强，在另个方向的磁通减少，因此在上下方向上产生的力的大小不样，转子在上下磁阻力的作用下回到平衡位置。图是轴向磁轴承的磁路图，图中是永久磁铁产生的静态偏置磁通，是轴向控制线圈中电流产生的控制磁通，气隙磁通由这两部分磁通合成。图是径向磁轴承的磁路图，图中标明了方向磁通的路径，是永久磁铁产生的静态偏置磁通，是方向的控制磁通。
2、的面积为空气的磁导率。在未产生控制磁通之前，由于，故。由于外扰力使转子向右运动，此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移量，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。
3、验样机。无轴承感应电机已用于密封泵计算机硬盘驱动装置无轴承片状电机已用于人工心脏泵中，初步显示了无轴承电机对国民经济和人民生活质量提高等方面所起的作用，相信无轴承电机的研究成果用于机械工业机器人及航空航天等领域会对国民经济产生巨大的影响。无轴承电机的特点及应用无轴承电机是根据磁轴承与电机产生电磁力原理的相似性，把磁轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的控制。无轴承电机具有磁悬浮磁轴承所有优点，需要免维修长寿命运行，无菌无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型应用场合。目前得到了如下应用。在蚀刻制板清洗或抛光等加工过程中需用腐蚀性化学液体，产品质量很大程度二〇〇九年六月八日星期上取决于化学液体质量，液体输送泵是关键的个环节。像酸液有机溶剂。
4、用同样的方法可以标明方向磁通的路径。图轴向磁轴承的磁路图图径向磁轴承的磁路图径向和轴向混合磁轴承在个自由度上的工作原理是样的。参考图，当轴向稳定悬浮时，磁轴承转子在永久磁铁产生的静磁场吸力下处于悬浮的中间位置，也称这个位置为参考位置。由于结构的对称性，永久磁铁产生的磁通在转子右面的气隙处和转子左面的气隙处是相等的，此时左右吸力相等。如果在此平衡位置时转子受到个向右的外扰力，转子就会偏离参考位置向右运动，造成永久磁铁产生的左右气隙的磁通变化假设径向在平衡位置，即左面的气隙增大，使永磁体产生的磁通减少，右面的气隙减少，使永磁体产生的磁通增加。根据磁场吸力与磁通的关系可得二〇〇九年六月八日星期式中分别为吸力盘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。
5、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。我国已经开始重视研究无轴承电机，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。
6、是较先进的机电体化产品，运用到控制理论电磁学理论电子理论机械设计等许多方面的知识，涉及面很广。因此，通过次设计，不仅巩固了本专业的基础知识，并且学到了许多有关电子信息方面的知识，兼培养了自己的综合设计能力。由于本人水平有限，时间仓促，文中难免有和不足之处，敬请老师及同学谅解并予以指正。二〇〇九年六月八日星期参考文献邓智泉，严仰光无轴承交流电动机的基本理论和研究现状电工技术学报邓智泉，何礼高，严仰光无轴承交流电动机的原理及应用机械科学与技术学报,朱熀秋无轴承电动机轴向磁轴承参数设计与控制系统研究电工技术学报邓智泉，张宏全，王晓琳，严仰光，基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制中国航空学报英文版,朱熀秋，邓智泉，袁寿其，李冰等永磁偏置径向轴向磁悬浮轴承工作原理和参数设计中国电机工程学。
7、磁转矩和径向悬浮力之间的解耦控制，但这种算法构造比较复杂，需要对多个磁链矢量进行二〇〇九年六月八日星期控制，实现比较困难。另种方法分析无轴承异步电机在负载条件下径向悬浮力和电磁转矩耦合的关系，提出了对电机电流的幅值和相角进行补偿来保持旋转磁场的平稳转动和幅值恒定，实现两者之间的解耦，试验表明提出的补偿措施能实现负载条件下电机的稳定工作，并依此针对异步电机提出个间接矢量控制方法。但目前提出的各种方法从解耦角度看，仅仅实现了电机的电磁转矩和径向悬浮力控制之间的静态解耦，还未实现完全的动态解耦，要确保无轴承电机在过渡阶段的稳定运行，只有实现两者之间的动态解耦才是根本的保证。另外文献提出的控制方法没有考虑电机参数的变化来设计控制算法，因此，考虑电机参数的非线性变化磁路饱和对电机控制性能的影响，研。
8、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，通过前章的参数，结合基于根轨迹法的控制参数设计方法，给出了控制器的基本设计过程和设计原则。通过这次设计，不难发现，本文的研究工作取得了些阶段性结论性的结果，同时也还存在许多不足之处，今后还需要研究的工作有对于无轴承电机和永磁偏置径向轴向磁轴承的结构参数设计中考虑不够全面，对于其整体结构参数的优化设计是需要更进步研究的内容。本文为简单起见，选用控制器对控制系统进行综合校正，存在启动回绕象和微分突变现象，应在后续的工作中采用伪微分控制策略设计控制系统。经过这次毕业设计，我的收获不小。由于本次设计的无轴承电。
9、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，无轴承电机不可能稳定运行，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的电机参数的变化。设计有效而实用的电机参数变化的控制系统，这也是个难点。国外在这些方面研究中较具有代表性的方法，种是针对无轴承异步电机和同步电机提出了个近似线性化的基于矢量变换的控制算法来实现。
10、等腐蚀的化学液体，泵必须无污染可靠传输，并且泵要具有抗腐蚀和耐定温度的要求。传统气动和薄片泵寿命短，大多数耐温最高只有左右，运动阀和薄片仍然会产生少量的微粒，液体传输也存在着不均匀的脉动，影响了工艺处理质量。采用无轴承电机密封泵能解决传统传输中存在的缺陷，大大满足精密半导体器件生产工艺要求。目前，功率为的无轴承电机密封泵已经在半导体工业得到应用。化工领域放射性环境或高温辐射环境等恶劣条件下，用无轴承电机密封泵进行废料处使电磁铁安匝数显著减小磁轴承的铜耗大大降低在气隙长度范围内，磁悬浮力的刚度系数更接近于常数每个自由度只需个功率放大器，使系统可靠性增强成本降低。该磁轴承的整体设计紧凑，其功能单元线圈磁极铁心永磁环体几乎占据了磁轴承大部分体积，空间利用率非常高。在控制线圈没有通电的情况下，转。
11、满足电机动态性能要求的控制器实现无轴承电机的电磁转矩和径向悬浮力控制之间的动态解耦，是无轴承交流电机的研究重要课题之。无轴承电机的应用现状无轴承电机，方面具有磁悬浮轴承的优点，如无接触无需润滑及无磨损等，可以用于真空技术无菌车间腐蚀性介质或非常纯净介质的传输另方面电机转速可以做得很高功率也可以很大，特别适用于高速或超高速数控机床涡轮分子泵离心泵压缩机飞轮储能装置及小型发电设备等工业领域，特别是无轴承电机比其他同功率的电机及支撑装置，体积小重量轻能耗小，对于提高航空肮天器的工作性能具有重要意义。无轴承电机作为种新型结构的电动机，发展才经历多年时间，研究水平还远未达到系统完善的地步，但是，其研究的进程是飞速的，国外已纷纷研制出无轴承感应电机无轴承片状电机无轴承同步磁阻电机无轴承永磁同步电机等。
12、,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，本文针对无轴承电机的种新型的永磁偏置径向轴向磁轴承进行了初步的研究，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。
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【毕业设计】无轴承电机的结构设计