无轴承电机无传感器运行研究

研究利用电磁悬浮原理的无轴承电机无传感器运行控制，解决机械式位置/速度传感器对无轴承电机高速运行的约制，实现真正的高速化。针对高速、高效、浮力大、易控制和转子空间位置易检测目标，运用场-路结合方法设计永磁型无轴承电机的优化结构；建立计及磁场饱和、定转子定位偏心等实际因素的悬浮力和电磁转矩的电磁场计算模型和解析形式控制模型，实现有效悬浮控制；研究零速至高速全速度范围转子位置检测理论，解决适应无轴承电机无传感器运行控制的关键技术；针对全悬浮五自由度无轴承电机机电耦合的复杂性，研究抗系统内部参数摄动、外观环境干扰的强鲁棒性控制策略，确保复杂条件下无传感器方式可靠运行；研制实验样机，针对飞轮储能等应用前景，进行电动/发电运行实验，取得理论联系实际的研究成果。本项目研究突破了传统电机理论框架和传统无轴承电机运行方式，以新的原理和结构解决高速、大容量机电能量转换装置及其运动控制中的基础理论和关键技术。