高速四自由度永磁偏置无轴承开关磁阻电机及控制的研究

随着我国经济的持续高速发展，能源消耗过大的问题也日益突出，节能环保产业已被列为七大新兴产业之首。目前，鼓风机、压缩机的用电量占全国总发电量的10%以上，而基于高速电机的鼓风机、压缩机可省去增速箱环节，体积可缩小60-70%，实现节能20%以上，因此探索开发采用新原理和新结构的高集成度、高可靠的高速电机及支承技术已成为国内外研究的热点。在前期研究工作的基础上，本项目提出了一种四自由度自解耦永磁偏置无轴承开关磁阻电机。该种电机不仅实现了转矩与悬浮力控制的解耦控制，便于实现高速运行，而且采用永磁体提供偏置磁通，降低悬浮功耗，提高电机效率。由于无轴承开关磁阻电机尚有许多基础科学问题需要解决，建立其完整的理论体系，提出其特有的分析、设计与控制方法，不仅具有重大工程应用价值，而且其理论研究成果和所解决的科学问题，亦具有非常重要的科学意义。

随着我国经济的持续高速发展，能源消耗过大的问题也日益突出，而基于高速电机的鼓风机、压缩机可省去增速箱环节，体积可缩小60-70%，实现节能20%以上，因此探索开发采用新原理和新结构的高集成度、高可靠的高速电机及支承技术已成为国内外研究的热点。在前期研究工作的基础上，本项目提出了一种四自由度自解耦永磁偏置无轴承开关磁阻电机。其具体内容包括以下几个方面：1、深入分析和探讨所提出结构的运行原理，并分析其优缺点；2、基于磁路法，提出该电机的电磁设计方法与特性研究；3、基于试验和有限元，深入分析铁耗与风摩耗；4、无轴承开关磁阻电机的转子动力学与结构应力分析；5、加工制造一台样机，并提出对应的控制策略，使之成功悬浮运行。