密封泵中无轴承永磁同步电动机的试验研究

为解决密封泵系统中泵体的密封性问题,提出采用无轴承电动机替代传统电动机构成新型无轴承密封泵方案,研制无轴承电动机成为其关键.阐述了无轴承密封泵中永磁型无轴承电动机转子悬浮原理,并给出电磁转矩和径向悬浮力数学模型.根据无轴承永磁同步电动机控制系统功能框图,构建无轴承永磁同步电动机数字控制系统,为了使控制系统软件与硬件之间互相配合,设计并使用人机交互界面对无轴承永磁同步电动机控制系统中转速、PID控制器等参数进行实时在线调试和控制.样机试验结果表明：使用人机交互界面进行试验调试,能够快速地达到预期目标,转子转速为1 200 r/min,转子轴心在平衡位置中心（0,0）附近振动,径向偏心位移振动幅值控制在50μm范围之内,满足对无轴承永磁同步电动机数字控制系统进行实时在线调试和控制的要求,对无轴承密封泵的研制与应用具有重要的理论意义和实用价值.     

无轴承永磁薄片电动机泵原理及控制系统设计

针对驱动离心泵的无轴承永磁薄片电动机,基于薄片转子悬浮原理设计了该电动机驱动离心泵样机,阐述了其工作原理,给出了电磁转矩和径向悬浮力数学模型,并采用数字信号处理器TMS320F2812 DSP设计了数字控制系统硬件,开发了控制系统软件.为使控制系统调试方便,结合系统控制要求设计了人机交互控制界面对数字控制系统进行实时控制与系统重要参数的在线调试,并进行了无轴承永磁薄片电动机薄片转子径向悬浮和运转试验.试验结果表明：通过人机交互控制界面实时在线调试可快速、便捷地确定控制系统参数使数字系统达到预定目标,满足对系统的控制要求,所设计的4 kW无轴承永磁薄片电动机驱动离心泵及数字控制系统空载情况下,薄片转子转速在0～2 000 r/min范围内连续可调并能够迅速达到稳定,转子质心在平衡位置（2 000,2 000）附近振动且沿径向的偏心位移振动幅值小于80μm,系统具有优良的动、静态性能.     

一种新的无轴承永磁同步电机径向悬浮力研究方法

本文针对无轴承永磁同步电机,充分考虑径向悬浮力产生原理,推导了径向悬浮力数学模型。运用Ansoft对无轴承永磁同步电机的内部磁场和径向悬浮力进行了瞬态分析,得到径向悬浮力在x,y轴上的动态波形曲线。通过气隙磁密基波幅值法分析了径向悬浮力数学模型值,与有限元仿真数据相结合,验证了数学模型的正确性。     

无轴承永磁同步电机基本原理及研究现状

通过介绍永磁同步电机的基本结构以及径向力产生的原理，概述了无轴承永磁同步电机的优点，分析了无轴承永磁同步电机研究的现状及发展趋势，探讨了该电机在泵行业中的应用。     

永磁同步电动机数学模型及其控制策略

异步电动机和同步电动机是常用两种类型电动机。同步电动机中以永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)为主流。我国的稀土储量丰富,且随着永磁材料生产和加工技术的不断进度,永磁同步电动机的性能也不断提高,效率高、转动惯量比大、功率密度大是其优点。笔者主要从永磁同步电动机的结构出发,进行数学模型、建模方法及永磁同步电机的控制策略分析。仿真结果表明：如果想调节负载角的大小,可通过让电机的定子磁链变化来实现;而如果想改变电机定子的定子磁链大小,可以利用空间电压矢量原理来实现。与基于PWM调制的空间电压矢量调制方法相似,直接转矩控制的控制策略是将空间电压矢量平均划分为六个扇区,在其应用过程中,定子磁链的幅值大小需要保持不变,此时改变空间电压矢量的控制信号则必将使得定子磁链发生改变,因此,考虑定子磁链变化时的空间电压矢量是必须的。     

无轴承永磁薄片电动机直接转矩直接悬浮力控制

针对矢量控制策略在完成定子电流解耦的同时也使控制系统坐标转换计算复杂化问题,提出一种新颖的无轴承永磁薄片电动机(BPMSM)直接转矩(DTC)直接悬浮力控制策略.在推导无轴承永磁薄片电动机数学模型的基础上,借鉴传统永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制的理论和方法,构建了无轴承薄片电动机直接转矩控制子系统.根据转矩控制系统与悬浮力控制系统的相似性,将直接转矩控制思想引用到悬浮力控制子系统中,构建无轴承薄片电动机直接悬浮力控制子系统.结合空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)实现无轴承永磁薄片电动机直接转矩与直接悬浮力双SVPWM控制系统,并给出了相应的控制算法,最后利用Matlab/Simulink软件环境对该控制系统进行仿真.研究结果表明:直接转矩控制策略不仅简化了控制算法,并使电动机获得了良好的动静态性能,且产生的转矩与悬浮力脉动都得到了抑制.     

浅谈永磁同步无齿轮电梯之原理及特点

本文主要介绍永磁同步无齿轮电机的基本原理、结构,并在此基础上讨论永磁同步无齿轮电梯的驱动系统及其控制方式,并且分析了永磁同步无齿轮电梯的特点和优点。     

大型泵组电动机轴承应用技术研究

通过对泵组电动机轴承形式及特点的技术分析对比和技术方案研究，认为大型泵组电动机推力轴承宜采用弹性盘和平衡块支承形式的推力轴承，结合东深供水改造工程实例，根据泵组负荷、结构布置、反向运转要求等特点进一步对弹性盘和平衡块支承形式的推力轴承的应用技术进行分析研究，经过泵组真机试验及运行实践，实现了整体安装、开机不顶转子、停机不制动刹车、轴承检修不解体电机，实践结果证明了轴承选型正确，大型泵组电动机推力轴承技术得以成功地应用。     

基于Ansoft的永磁同步电动机启动过程仿真研究

利用Ansfot公司的Maxwell 2D瞬态模块,建立了汽车永磁同步电动机(PMSM)模型,加载激励源,构成一个完整的仿真系统。通过对PMSM模型瞬态有限元分析,得到了绕组磁链-电流曲线,同时得到了转速、转矩和相电流曲线。仿真结果精确地反映了PMSM启动过程,为PMSM优化设计、减少转矩脉动、提高启动转矩提供了理论依据。     

车用永磁同步电动机电流环偏差解耦控制系统

以永磁同步电动机矢量控制为基础,分析了转子谐波磁通和电动机参数变化对电流控制器性能的影响.并通过复矢量模型,指出高速下耦合电压使得电流控制性能恶化.针对励磁电流分量和转矩电流分量之间的交叉耦合问题,提出了一种偏差解耦控制方法,并与传统的反馈解耦控制进行了仿真和实验对比.结果表明,所提偏差解耦控制方法实现了宽调速范围内的电流解耦控制,具有很好的参数鲁棒性和扰动抑制能力.     

永磁直线同步电动机法向力对机床结构变形的影响

在建立永磁直线同步电动机驱动结构机械模型的基础上,采用有限元仿真分析运动部件在不同位置时法向力变化对龙门结构横梁变形的影响,得出横梁在y轴方向的变形曲线.实验测得横梁背面变形,并与仿真结果对比分析,得出电动机定子磁场对应的法向力.实验结果验证了仿真结果的正确性.     

采用TYG推力轴承的同步电动机在抽水站中的应用

淮安第一抽水站在加固改造工程中选用了配置新式推力轴承(TYG)的同步电动机。该同步电动机组具有整件发运安装、安装难度小、周期短、免维护等优点。通过长时间运行，机组运行平稳，各项指标优于改造前的老式机组。文章简要地介绍了这种电动机的特点和应用前景。     

电动汽车用内置式永磁同步电动机精确转矩控制方法

提出一种基于转矩观测器的电动汽车内置式永磁同步电动机精确转矩闭环控制方法。通过内置式永磁同步电动机数学模型的建立,分析了基于Popov超稳定理论的模型参考自适应参数辨识方法,为了提高系统的响应速度,提出和采用了极点配置法。研究了自适应模型控制参数对MRAI系统响应时间的影响,并进行了验证和理论分析。仿真和实验结果表明辨识出的永磁体磁通和定子电阻较为准确,转矩观测器可以根据辨识出的永磁体磁通对实际的转矩进行估算,以此和转矩命令值构成转矩闭环控制,从而在永磁体磁通发生变化时提高驱动系统的转矩控制精度,改善电动汽车驱动系统的性能。     

新型跨座式单轨车辆永磁同步牵引电动机研究

介绍了新型跨坐式单轨车辆用75kW变频调速永磁同步牵引电动机的基本结构、技术参数和特性,并结合本电机结构特点阐述了电机的设计难点及解决方案.     

直流无刷电动机的工作原理

永磁同步电动机的转子采用永久磁铁,使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种：一种为正弦波形;另一种为梯形波。习惯上将正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统;而由梯形波（方波）永磁同步电动机组成的调速系统,在原理和控制方式上基本与直流电动机类似,故称这种系统为直流无刷电动机（BLDCM）调速系统,方波同步电动机又称为直流无刷电动机（或方波电动机）。     

海水淡化泵水润滑轴承间隙的优化设计

针对海水淡化高压泵水润滑轴承存在的润滑问题,设计了6种不同轴承半径间隙的水润滑轴承;用三维造型软件Pro/E建立了滑动轴承内部三维流动水膜数学模型;利用Fluent 6.2进行非结构化六面体/楔形网格划分,采用RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法,对不同轴承半径间隙内水膜的三维流场和同一轴承半径间隙不同偏心距下的水润滑轴承的动特性进行了模拟,得到了轴承内部动压力分布以及流量、承载力、刚度与轴承半径间隙之间的关系.结果表明,所研究的水润滑轴承在半径间隙为0.2 mm时性能最佳.模拟结果可以对水润滑轴承的润滑特性进行预测,可为高压泵水润滑轴承的优化设计和安全运行提供参考.     

无堵塞泵水力设计及试验研究

叶片式无堵塞泵主要有离心式与旋流式两种泵型。利用泵能量方程和相似律推导出无堵塞泵叶轮水力设计统一计算公式,在分析、归纳14种离心式渣浆泵和12种旋流泵优秀水力模型的基础上,分别应用最小二乘法数值拟合出经验系数方程式。通过设计实例和样机型式试验与真浆试验,验证了设计方法的准确性和实用性,并揭示了离心式渣浆泵和旋流泵性能上的一些特点。     

排量、转速复合泵控差动缸系统特性研究

针对传统泵控差动液压缸系统存在液压回路复杂、响应慢和能耗大的问题,提出了一种排量、转速复合控制方法,用1台伺服变量泵直接控制差动液压缸。首先,从理论上分析了泵控差动缸控制原理,将差动缸复合控制系统分为3个子系统分别进行仿真分析,进一步通过内环排量外环转速进行建模仿真分析,复合控制下响应速度比恒定转速下动态特性好。在此基础上搭建试验台,对泵控差动缸进行试验分析,在内环排量外环转速控制下较恒定转速下差动缸系统动态响应快,时间缩短13.4%;将变量泵处于恒压控制模式下,对伺服电机输入能耗进行测量,在不同转速和负载压力下进行试验,低转速大排量下系统能耗可以减少3 kW左右。通过仿真和试验,结果表明,排量、转速复合控制模式下,可有效提高泵控差动缸系统的响应速度,降低能耗。     

对永磁无刷直流电机的研究

随着我国科技不断发展,永磁无刷直流电机已成为电力电子一体化高科技产品,凭借其结构简单、运行可靠、效率高,在航天、医学、家用民用产品制作中得到广泛应用。文章对永磁无刷直流电机设计、控制以及建模方法进行分析,展现其对生产起到的重要作用。     

基于SPWM的永磁交流调速系统仿真研究

介绍了基于SPWM控制的永磁交流伺服调速系统,在分析永磁同步电动机的数学模型和矢量变换SPWM控制原理的基础上,在MATLAB/SIMULINK环境下建立交流调速系统模型进行仿真。仿真结果表明系统调速平滑、谐波成份小,具有良好的动静态特性。