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        永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制策略研究

        2015-05-30 10:18:18孫香梅孫海軍劉曉琴
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年33期
        關(guān)鍵詞:策略

        孫香梅 孫海軍 劉曉琴

        摘 要:近些年來(lái),無(wú)軸承電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并且取得了較好的應(yīng)用效果,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。無(wú)軸承電機(jī)具有無(wú)摩擦、無(wú)潤(rùn)滑以及轉(zhuǎn)速快等優(yōu)勢(shì),具有較大的應(yīng)用前景。而在無(wú)軸承電機(jī)中,永磁型無(wú)軸承電機(jī)得到了廣泛的認(rèn)可,其具有運(yùn)行可靠、功率大的優(yōu)勢(shì)。而在文章的研究中,主要針對(duì)于永磁型無(wú)軸承電機(jī)的解耦控制策略進(jìn)行了相關(guān)方面的分析和探討,希望通過(guò)文章的研究,能夠進(jìn)一步提高永磁型無(wú)軸承電機(jī)的應(yīng)用水平,實(shí)現(xiàn)其良好的發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:永磁型無(wú)軸承電機(jī);解耦控制;策略

        前言

        在多年的發(fā)展中,無(wú)軸承電機(jī)的發(fā)展也極為迅速,而且,無(wú)軸承電機(jī)具有無(wú)磨損、無(wú)摩擦、結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)潤(rùn)滑、臨界轉(zhuǎn)速高等相關(guān)的優(yōu)點(diǎn),尤其是在永磁型無(wú)軸承電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,更是具有較長(zhǎng)的使用壽命。另外,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,對(duì)電機(jī)的運(yùn)行要求也越來(lái)越高,如,要求電機(jī)必須具備長(zhǎng)壽命、超高速、無(wú)機(jī)械噪聲運(yùn)行等,因此,需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善。永磁型無(wú)軸承電機(jī)是無(wú)軸承電機(jī)的重要組成部分,所具備的無(wú)磨損、無(wú)摩擦、無(wú)潤(rùn)滑等優(yōu)勢(shì)也將成為發(fā)展的重要組成部分,當(dāng)然,永磁型無(wú)軸承電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生解耦的現(xiàn)象,對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生極大的影響,對(duì)此,文章主要對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制策略進(jìn)行分析。

        1 永磁型無(wú)軸承電機(jī)概述

        永磁型無(wú)軸承電機(jī)是無(wú)軸承電機(jī)的一種,主要根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)其進(jìn)行分類,除了永磁型無(wú)軸承電機(jī)以外,還有磁阻型、感應(yīng)型等無(wú)軸承電機(jī)類型,當(dāng)然,通過(guò)大量的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn),永磁型無(wú)軸承電機(jī)的應(yīng)用較為廣泛,并受到廣大社會(huì)各界的重視[1]。永磁型無(wú)軸承電機(jī)被廣泛的應(yīng)用到長(zhǎng)壽命、電機(jī)超高速、無(wú)機(jī)械噪聲運(yùn)行的生命科學(xué)以及航空航天等多個(gè)領(lǐng)域中,并被列入到重點(diǎn)研究對(duì)象,具有較大的應(yīng)用前景。

        2 永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦

        永磁型無(wú)軸承電機(jī)雖然被廣泛的應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域中,但是,在永磁型無(wú)軸承電機(jī)實(shí)際運(yùn)行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),永磁型無(wú)軸承電機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)解耦的現(xiàn)象,也給永磁型無(wú)軸承電機(jī)的正常運(yùn)行造成極大的影響[2]。永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦現(xiàn)象的發(fā)生,會(huì)使無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響,甚至?xí)斐蔁o(wú)軸承電機(jī)運(yùn)行故障,不利于永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)用。

        3 永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制策略分析

        永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行所具備一定的優(yōu)點(diǎn),如,無(wú)磨損、無(wú)摩擦、無(wú)潤(rùn)滑等,然而,結(jié)合以上的分析中了解到,當(dāng)前永磁型無(wú)軸承電機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生解耦的現(xiàn)象,不利于永磁型無(wú)軸承電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)此,必須采取有效的控制策略,具體分析如下。

        3.1 永磁型無(wú)軸承電機(jī)氣隙磁場(chǎng)定向控制

        通過(guò)以上的分析了解到,永磁型無(wú)軸承電機(jī)在正常運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)發(fā)生解耦的現(xiàn)象,而要對(duì)其進(jìn)行控制,則需要采取有效的措施,如,永磁型無(wú)軸承電機(jī)氣隙磁場(chǎng)定向控制[3]。該控制方法主要是在永磁型無(wú)軸承電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,由轉(zhuǎn)子永磁體與轉(zhuǎn)矩繞組電流共同產(chǎn)生的,當(dāng)然,能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩繞組的氣隙場(chǎng)幅值保持到恒定狀態(tài),并且將無(wú)軸承電氣控制系統(tǒng)中的公共坐標(biāo)系統(tǒng)實(shí)軸固定到轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁場(chǎng)軸線上的話,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩繞組進(jìn)行氣隙磁場(chǎng)的定向控制,從而有效的對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦進(jìn)行有效的控制,避免了解耦現(xiàn)象對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行造成影響。

        3.2 永磁型無(wú)軸承電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制

        永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦是以往永磁型無(wú)軸承電機(jī)運(yùn)行主要面臨的問(wèn)題,對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率將會(huì)造成極大的影響,因此,必須做好解耦控制工作[4-5]。除了以上提到的氣隙磁場(chǎng)定向控制措施以外,還可以采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制措施。以往對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的解耦控制主要采用的是轉(zhuǎn)矩繞組轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦的控制,而由于永磁型無(wú)軸承電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在繞組過(guò)程中所產(chǎn)生的勵(lì)磁電流將會(huì)比轉(zhuǎn)子永磁體的勵(lì)磁電流小很多,從而造成永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制效率不高,從而影響到永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率。通過(guò)對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)分析,由于永磁型無(wú)軸承電機(jī)的轉(zhuǎn)矩繞組氣息磁場(chǎng)主要是由轉(zhuǎn)子永磁體所產(chǎn)生的,因此,對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制可以采用轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的氣息磁鏈來(lái)代替轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁鏈,實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦的控制,提升永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,傳統(tǒng)的永磁型無(wú)軸承電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)解耦的現(xiàn)象,對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率造成極大的影響,而對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦的控制也成為永磁型無(wú)軸承電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。通過(guò)文章對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制策略的分析,作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)以及自身對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的了解,主要對(duì)如何對(duì)永磁型無(wú)軸承電機(jī)解耦控制的措施進(jìn)行分析,希望可以提升永磁型無(wú)軸承電機(jī)的運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的有效運(yùn)行和合理應(yīng)用,促進(jìn)永磁型無(wú)軸承電機(jī)的良好發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張丹,曾勵(lì).無(wú)軸承電機(jī)的解耦控制與仿真研究[J].機(jī)電一體化,2008,14(8):116-117.

        [2]段春霞.磁懸浮無(wú)軸承電機(jī)控制系統(tǒng)的研究[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,2009,2(5):224-225.

        [3]卜文紹,曹磊,董雙元,等.圖解分析法講解無(wú)軸承電機(jī)磁懸浮控制原理[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2010,16(1):189-190.

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        [5]孫海.參數(shù)在線辨識(shí)永磁無(wú)軸承電機(jī)無(wú)傳感器控制[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2009,11(13):118-119.

        作者簡(jiǎn)介:孫香梅(1993,5-),女,漢,遼寧錦州人,單位:遼寧石油化工大學(xué)信息與控制學(xué)院電氣1201班,大學(xué)本科在讀,研究方向:電機(jī)控制。

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