导读:本文包含了无轴承薄片电机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:人造血泵,刚度特性,无轴承永磁薄片电机,单套集中式绕组
无轴承薄片电机论文文献综述
陈腾[1]（2018）在《单绕组无轴承永磁薄片电机的刚度特性研究》一文中研究指出随着科技的发展,将人造器械植入人体,代替人体器官实现生理功能,逐渐成为一种重要的医学治疗手段,其中较为典型的是血液循环辅助设备。血液循环辅助设备中的主要组成部分,即人造血泵以手术的方式植入人体,直接与心脏动静脉血管连接。血液进入血泵腔体,经血泵驱动后,重新流回人体血液循环系统,从而达到辅助血液循环的治疗效果。血液循环辅助设备由于涉及到机械、电子、流体、生物医疗等多学科领域,在理论研究和实际工程应用方面,还存在许多技术难点和瓶颈。本文主要针对应用于血泵中的一种典型驱动方式,即对无轴承电机驱动的刚度特性进行研究。本文以单绕组无轴承永磁薄片电机作为研究对象,研究电机结构、尺寸和材料特性等因素对电机刚度特性的影响机理。首先,本文建立了影响机理的解析模型;再以有限元分析的方法,对比分析了所建解析模型的准确性,并根据有限元分析结果修正了解析模型;最后通过实际测量原理样机的刚度特性,对修正后的解析模型进行了验证。本文根据等效磁路网络的分析思想,对研究对象的内部磁场进行分析,结合麦克斯韦应力张量和虚功原理,建立了单绕组无轴承永磁薄片电机的轴向被动刚度、径向被动刚度、径向力-电流特性以及转矩-电流特性的解析模型。使用电磁场有限元软件ANSYS Maxwell对电机进行了有限元分析,得到轴向被动刚度、径向被动刚度、径向力-电流特性以及转矩-电流特性的数值计算结果。通过对比数值计算结果与解析计算结果,分析了所建解析模型的准确性,修正了所建解析模型。根据电机刚度特性的测量需求,设计了电机刚度测量实验台,对所加工原理样机的轴向被动刚度和径向被动刚度进行了测量,验证了修正后的轴向被动刚度特性和径向被动刚度特性解析模型的准确性。本文的研究结果能为电机的控制研究和电机本体的优化设计提供参考和借鉴。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
赵祝恒[2]（2018）在《基于预测模型的无轴承永磁薄片电机直接控制研究》一文中研究指出无轴承永磁薄片电机的出现是无轴承电机史上的一个重要里程碑,它既保留了永磁同步电机功率因素高、转矩脉动小的特点,又继承了高速高精、无摩擦磨损、寿命长等无轴承电机优点,是一种新型的高性能特种电机。除此之外,针对传统无轴承电机机械结构复杂和系统控制难度大的缺陷,通过采用特殊的薄片转子结构,成功实现电机在轴向及扭转共3个自由度上的被动悬浮,仅余下径向两个自由度采用主动控制来实现全悬浮,其控制难度和制造成本大大降低。同时由于无轴承永磁薄片电机结构紧凑的特点,可以将其作为泵的驱动核心,用来实现液体的无污染传输,在生物医学、半导体工业、航空航天等对精度和洁净度要求较高的特殊传动领域中发展潜力巨大。本文在江苏省重点研发计划项目(BE2016150)和“青蓝工程”资助项目等支持下,以本实验室的2/4极表贴式无轴承永磁薄片电机作为研究对象,主要的研究重点放在其基础理论和控制策略之上。论文主要内容及取得成果如下:首先,对无轴承技术在电机领域整体的发展概况做了系统性综述,具体从其研究的背景及意义、现阶段的发展情况、未来的应用趋势以及主要的控制方法等几个方面进行了详细阐述。其次,在分析无轴承永磁薄片电机的本体结构的基础上,阐述了径向二自由度主动控制悬浮,和转子扭转及轴向移动共叁个由度的被动悬浮原理,并建立了主动被动悬浮系统的数学模型;分析传统电压-电流模型在磁链估算上精度不高的缺陷,提出设计一种新型磁链观测器,阐述了其结构和观测原理,通过小信号分析法推导出磁链观测模型,最后根据所设计的磁链观测器设计了径向位移和悬浮力的双闭环控制系统,并在Matlab中搭建了系统模型,进行了仿真验证。再次,由于在数字控制中存在信号采样时延的问题,论文提出在直接控制方法中融入预测控制的思想,对系统的闭环反馈值进行补偿。根据该预测控制策略,将BPMSM系统分为径向位移闭环和转速闭环两部分,结合所设计的磁链观测器,分别设计了转矩和悬浮力子系统预测控制器,详细阐述控制器工作原理及实现算法,并推导出电磁转矩和径向悬浮力的预测模型,最后给出了BPMSM预测直接控制系统框图,并在Matlab中构建了模型验证了控制策略的有效性和可靠性。最后,开发了无轴承永磁薄片电机数字控制平台,分别对两个子系统的硬件系统控制模块进行了设计,并完成了相关驱动、调理电路板的焊接和调试,在此基础上,对软件系统进行了模块化设计,并通过基于Labview开发的上位机监控面板,对所设计的控制系统进行了实验验证和分析。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-04-01）
赵玉亮,朱熀秋,赵祝恒,李发宇[3]（2018）在《基于磁链辨识的无轴承薄片电机轴向振动抑制策略》一文中研究指出为了进一步提高BPMSM的悬浮性能,提出了一种基于磁链辨识的BPMSM轴向振动抑制策略,通过转子磁链的变化来估测转子轴向偏移量,然后将轴向偏移量转化为d轴电流分量参考值i_d~*,通过对i_d~*的调节来改善薄片转子的轴向恢复力,实现对轴向振动的有效抑制,从而有效改善电机的悬浮性能。试验结果表明:所提出的轴向振动抑制策略能够对薄片转子轴向振动进行有效抑制,提高系统的抗干扰能力,系统的运行性能得到了有效改善。(本文来源于《电机与控制应用》期刊2018年01期）
朱熀秋,赵玉亮,胡亚民,祝苏明[4]（2017）在《动态扰动下无轴承永磁薄片电机的悬浮力补偿策略》一文中研究指出传统的无轴承永磁薄片电机通过径向位移的闭环控制来间接实现悬浮力稳定控制,当薄片转子受到径向干扰时,悬浮力控制的精度和动态响应性能将受到限制。且悬浮力控制中所需的相位信息是需要在准确获得转子角度的基础上才能得到,因此增加了电机控制系统复杂性。为了克服以往悬浮力控制的上述不足,在推导了无轴承永磁薄片电机悬浮力变化量和悬浮力绕组磁链变化量之间关系的基础上,提出了径向悬浮力和径向位移的双闭环补偿控制策略,采用电压-电流模型对转矩绕组气隙磁链进行辨识,使得电机控制的灵活性大大增加。仿真和实验结果表明:所提出的悬浮力控制方法能够提高悬浮力控制精度和动态响应性能,系统抗干扰能力强,且具有良好的动、静态性能。(本文来源于《振动与冲击》期刊2017年23期）
朱熀秋,赵祝恒[5]（2018）在《基于新型磁链观测器的无轴承永磁薄片电机直接控制》一文中研究指出将直接转矩控制理论和方法应用于无轴承永磁薄片电机,并借鉴该思想,构建转子位移和径向悬浮力双闭环控制系统。同时,针对传统直接控制系统中,磁链观测精度低的弊端,引入一种基于锁相环原理的磁链观测器,用于改善电机低速运行时的性能。首先推导了无轴承永磁薄片电机转矩和径向悬浮力数学模型。其次,设计锁相环磁链观测器,并阐述直接控制实现算法,构建基于锁相环磁链观测的无轴承永磁薄片电机直接控制系统。运用Matlab/Simulink模块对控制系统进行仿真,仿真结果验证了数学模型和控制算法的正确性。最后,将该控制策略用于一台4kW样机。实验结果表明,与传统直接控制相比,所提出的直接控制策略不仅能有效提高转矩和悬浮力控制精度,同时具有良好的动、静态性能。(本文来源于《中国电机工程学报》期刊2018年14期）
赵玉亮[6]（2017）在《无轴承永磁薄片电机新型绕组结构及悬浮力控制研究》一文中研究指出无轴承永磁薄片电机是一种集磁悬浮轴承、永磁电机、薄片转子功能于一体的新型高速、高性能特种电机,它既具备磁轴承无机械磨损、寿命长,还具有永磁同步电机功率因素高、转矩脉动小等特点。传统无轴承电机要实现五个自由度的主动控制才能实现真正意义上的悬浮,而无轴承永磁薄片电机由于其特殊的薄片转子结构,可实现叁个自由度的被动悬浮,仅余下的两个自由度需要主动控制来实现悬浮,因此其系统结构的复杂程度得到了大大降低,是无轴承电机领域的里程碑。由于无轴承永磁薄片电机特殊的机械结构,加装叶轮后的转子可以悬浮在一个密闭的泵体内高速旋转,通过这种结构可以将泵体入口处的液体输送到出口,这种离心泵结构具有高速、无摩擦、无污染、易维护等一系列优点,对我国的航空航天、生物医疗、化工半导体、生物工程等领域的发展具有重要意义。本文在江苏省重点研发计划项目(BE2016150)和“青蓝工程”资助项目(2014)支持下,以无轴承永磁薄片电机作为研究对象,针对其绕组结构、悬浮原理以及相关悬浮力控制策略开展了相关研究,主要内容如下:首先,按照无轴承永磁薄片电机的研究背景、发展概况、研究方向和应用前景的顺序对无轴承永磁薄片电机整体发展概况做了系统性介绍,之后分别对传统无轴承永磁薄片电机的结构以及两自由度主动悬浮和叁自由度被动悬浮机理进行了分析,针对传统双绕组结构存在绕组间绝缘、槽满率以及漏磁等问题,本文提出了一种新型绕组结构,并依据麦克斯韦张量法对其进行了数学模型的构建,依据构建的数学模型设计了对应的控制策略并绘制了系统控制框图,并在Matlab中搭建了模型验证了控制策略的正确性和可靠性。其次,由于传统的无轴承永磁薄片电机仅对径向两个自由度采用直接位移闭环控制策略,因此悬浮力控制的精度和动态响应性能将受到限制,且并没有考虑轴向振动对电机运行性能的影响,本文提出了一种动态扰动下的无轴承永磁薄片电机的双闭环悬浮力补偿控制方法,并在此基础上设计了一种轴向振动抑制策略,对其原理、算法的实现进行了介绍,最后绘制了系统控制框图,并在Matlab中进行了仿真研究。最后,搭建了无轴承永磁薄片电机实验平台,在实验平台上对转矩控制和悬浮力控制两个模块设计方案进行了介绍,并根据所提方案对数字控制系统进行了调试,为了方便对系统的控制和实时监控,开发了基于Labview的人机交互界面,在此基础之上对无轴承永磁薄片电机控制系统进行了实验验证和分析。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01）
朱熀秋,赵玉亮,袁建飞,丁泉[7]（2016）在《无轴承永磁薄片电机的新型单绕组结构及其精确控制》一文中研究指出针对双绕组无轴承永磁薄片电机绕组间绝缘要求高、槽满率低、电机漏磁大等缺点,提出了一种新型单绕组无轴承永磁薄片电机(M-BPMSM)结构,在每相绕组端部通入转矩电流,同时在绕组中点处注入悬浮力电流,实现薄片转子的旋转和悬浮。阐述了M-BPMSM的悬浮力产生原理,推导了其径向悬浮力的精确数学模型。在该模型的基础上建立了一种悬浮力双闭环补偿控制策略,当电机负载变化导致悬浮力幅值和方向改变时,使用该策略可以对径向悬浮力进行补偿,实现悬浮力的精确控制。利用MATLAB软件构建了仿真系统,仿真结果表明:采用悬浮力双闭环补偿控制策略对M-BPMSM进行控制,径向悬浮力具有较高的控制精度和较快的响应速度,且具有良好的动、静态性能。(本文来源于《电机与控制应用》期刊2016年09期）
孙宇新,钱建林,朱熀秋,张维煜[8]（2016）在《基于转子偏心坐标系的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力模型》一文中研究指出针对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行时转子悬浮不够稳定的问题,研究了影响BPMSM转子悬浮性能的主要因素,即转子径向悬浮力模型。依据位移补偿控制理论和角坐标系的概念,建立了新的转子偏心坐标系。在转子偏心坐标系下,基于麦克斯韦应力张量法,利用积分和叁角变换推导了转子径向悬浮力模型,并设计悬浮力绕组电流直接控制系统。建立电机的有限元模型,通过对比径向悬浮力的有限元分析结果与数学模型计算结果,验证了所推导数学模型的正确性与准确性。(本文来源于《电机与控制学报》期刊2016年04期）
倪寅坤[9]（2016）在《无轴承永磁薄片电机结构设计与数字控制研究》一文中研究指出具有零接触,无磨损,无污染,高速高精等一系列优点的无轴承电机,是高速电机传动领域里的重大技术突破。相比于采用磁悬浮轴承支承的高速电机,无轴承电机解决了其轴向占用空间大,控制系统复杂,成本高等一系列缺点,成为了当今研究的热门项目,在机械加工、半导体工业等领域有着广泛的应用。无轴承永磁薄片电机转子轴向长度小于转子直径,呈薄片状,叁个自由度处于被动悬浮状态,余下两个自由度主动悬浮,从而实现了五自由度全悬浮运行,是一种进一步简化了结构、增强了实用性的无轴承电机。在薄片电机转子上安装叶片,并让其在一个密闭的泵室中悬浮运行时,就构成了无轴承薄片电机驱动的离心泵系统,实现了小型化、高密封性、超洁净等设计要求;同时,定子与转子的物理隔离解决了泵系统中所面临的液体分子挤压破坏、接触面磨损易腐蚀等众多技术难题。本论文以本实验室集中式绕组的薄片电机样机为研究对象,按照从理论到实验的先后顺序,对无轴承薄片电机的基本原理和数学模型进行了分析与阐述,讨论了相关控制策略;并对一种应用于离心泵的具有新型结构的无轴承永磁薄片电机进行了研究分析,具体分为以下几个方面:阐述了无轴承永磁薄片电机的研究背景、国内外研究现状、应用范围以及研究领域中的关键技术,并重点介绍了在离心泵的应用领域中的地位与作用,从而引出论文的研究意义与内容安排。阐述了无轴承永磁薄片电机工作原理,分析了其主动悬浮力与被动悬浮力产生机理,并根据磁路法和麦克斯韦张量法,构建了电机数学模型。根据相关无传感技术,对基于高频注入法的无传感控制策略进行了讨论。根据相关文献提出了一种应用于离心泵的具有双层转子结构的新型无轴承永磁薄片电机,有效的利用对称性和空间磁路,压缩了电机轴向长度、使空间利用率增加、并增强了电机运行时转子的稳定性。根据空间等效磁路法分析了其工作原理,并通过!"#建立了电机有限元模型,对新型结构的工作特性进行了分析。$根据前文讨论的相关控制策略搭建了无轴承薄片电机数字化系统实验平台,其中主要模块包含电机速度控制模块和转子位移控制模块,通过对硬件电路及运行软件进行调试、对实验样机的实验运行进行观测和分析。(本文来源于《江苏大学》期刊2016-04-01）
周昱英,丁强[10]（2015）在《基于MATLAB与CCS联合控制的无轴承永磁薄片电机》一文中研究指出无轴承电机稳定运行需要实时控制悬浮和旋转,对控制系统软件设计提出较高要求。传统基于DSP CCS环境的软件开发方式不仅需要了解DSP硬件结构,同时需要具备一定软件编程能力,因此导致开发周期过长。以一台无轴承永磁薄片电机为控制对象,提出MATLAB与CCS联合控制的思想,利用MATLAB/Simulink环境易于快速图形化建模的优点,完成电机悬浮、旋转及检测系统控制程序的建模和仿真验证。此后,通过MATLAB与CCS间的对应接口,在MATLAB中建立的控制模型直接转换为CCS可识别的控制程序,完成电机的实时控制。实验结果表明,利用该方法不仅可实现电机15 000 r/min下稳定悬浮运行,而且能够缩短控制程序开发周期,证明联合控制方法的有效性。(本文来源于《微特电机》期刊2015年08期）
无轴承薄片电机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
无轴承永磁薄片电机的出现是无轴承电机史上的一个重要里程碑,它既保留了永磁同步电机功率因素高、转矩脉动小的特点,又继承了高速高精、无摩擦磨损、寿命长等无轴承电机优点,是一种新型的高性能特种电机。除此之外,针对传统无轴承电机机械结构复杂和系统控制难度大的缺陷,通过采用特殊的薄片转子结构,成功实现电机在轴向及扭转共3个自由度上的被动悬浮,仅余下径向两个自由度采用主动控制来实现全悬浮,其控制难度和制造成本大大降低。同时由于无轴承永磁薄片电机结构紧凑的特点,可以将其作为泵的驱动核心,用来实现液体的无污染传输,在生物医学、半导体工业、航空航天等对精度和洁净度要求较高的特殊传动领域中发展潜力巨大。本文在江苏省重点研发计划项目(BE2016150)和“青蓝工程”资助项目等支持下,以本实验室的2/4极表贴式无轴承永磁薄片电机作为研究对象,主要的研究重点放在其基础理论和控制策略之上。论文主要内容及取得成果如下:首先,对无轴承技术在电机领域整体的发展概况做了系统性综述,具体从其研究的背景及意义、现阶段的发展情况、未来的应用趋势以及主要的控制方法等几个方面进行了详细阐述。其次,在分析无轴承永磁薄片电机的本体结构的基础上,阐述了径向二自由度主动控制悬浮,和转子扭转及轴向移动共叁个由度的被动悬浮原理,并建立了主动被动悬浮系统的数学模型;分析传统电压-电流模型在磁链估算上精度不高的缺陷,提出设计一种新型磁链观测器,阐述了其结构和观测原理,通过小信号分析法推导出磁链观测模型,最后根据所设计的磁链观测器设计了径向位移和悬浮力的双闭环控制系统,并在Matlab中搭建了系统模型,进行了仿真验证。再次,由于在数字控制中存在信号采样时延的问题,论文提出在直接控制方法中融入预测控制的思想,对系统的闭环反馈值进行补偿。根据该预测控制策略,将BPMSM系统分为径向位移闭环和转速闭环两部分,结合所设计的磁链观测器,分别设计了转矩和悬浮力子系统预测控制器,详细阐述控制器工作原理及实现算法,并推导出电磁转矩和径向悬浮力的预测模型,最后给出了BPMSM预测直接控制系统框图,并在Matlab中构建了模型验证了控制策略的有效性和可靠性。最后,开发了无轴承永磁薄片电机数字控制平台,分别对两个子系统的硬件系统控制模块进行了设计,并完成了相关驱动、调理电路板的焊接和调试,在此基础上,对软件系统进行了模块化设计,并通过基于Labview开发的上位机监控面板,对所设计的控制系统进行了实验验证和分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无轴承薄片电机论文参考文献
[1].陈腾.单绕组无轴承永磁薄片电机的刚度特性研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[2].赵祝恒.基于预测模型的无轴承永磁薄片电机直接控制研究[D].江苏大学.2018
[3].赵玉亮,朱熀秋,赵祝恒,李发宇.基于磁链辨识的无轴承薄片电机轴向振动抑制策略[J].电机与控制应用.2018
[4].朱熀秋,赵玉亮,胡亚民,祝苏明.动态扰动下无轴承永磁薄片电机的悬浮力补偿策略[J].振动与冲击.2017
[5].朱熀秋,赵祝恒.基于新型磁链观测器的无轴承永磁薄片电机直接控制[J].中国电机工程学报.2018
[6].赵玉亮.无轴承永磁薄片电机新型绕组结构及悬浮力控制研究[D].江苏大学.2017
[7].朱熀秋,赵玉亮,袁建飞,丁泉.无轴承永磁薄片电机的新型单绕组结构及其精确控制[J].电机与控制应用.2016
[8].孙宇新,钱建林,朱熀秋,张维煜.基于转子偏心坐标系的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力模型[J].电机与控制学报.2016
[9].倪寅坤.无轴承永磁薄片电机结构设计与数字控制研究[D].江苏大学.2016
[10].周昱英,丁强.基于MATLAB与CCS联合控制的无轴承永磁薄片电机[J].微特电机.2015