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一种无轴承无刷直流电机及其控制方法技术

技术编号:7209000 阅读:324 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种无轴承无刷直流电机及其控制方法,永磁体以Halbach阵列均匀分布转子铁心表面;转矩绕组和悬浮力绕组均采用短距绕组结构,共同缠绕在定子齿上;每两个悬浮力绕组的线圈之间间隔一个定子齿;通过给定转速与检测得实际转速之差经PI调节器输出的转矩绕组电流给定值来控制转矩绕组输入电流,实现了转速闭环控制;通过给定转子径向位移与检测得实际位移之差经PID调节器输出的悬浮力给定值来控制悬浮力绕组输入电流,实现了转子径向位移闭环控制;采用本发明专利技术控制方法不仅可实现对无轴承无刷直流电机转矩和悬浮力的有效控制,还可节省永磁材料,减小电机重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无轴承无刷直流电机,是一种短距绕组和Halbach阵列(径向和切向混合排列阵列)永磁转子结构的三相无轴承无刷直流电机,应用于人工心脏血泵、左心室辅助装置、手术切割电锯等特殊领域。
技术介绍
无轴承无刷直流电机是在传统的无刷直流电机结构基础上将磁轴承和无刷直流电机一体化的新型电机。它将悬浮力绕组直接放置在定子槽中,使悬浮力绕组与转矩绕组共用定子铁心。目前常用的无轴承无刷直流电机为整距或长距绕组,共齿的悬浮力绕组和转矩绕组同时通电,两者所产生的磁场通过气隙共同作用于永磁转子,实现转子的悬浮与旋转,可以极大地减少电机的体积和轴向长度,有利于实现电机的微型化和高速或超高速化,在航空航天、国防、医疗和家用电器等领域有广泛的应用。而这种无轴承无刷直流电机存在的问题主要有悬浮力绕组和转矩绕组产生的磁场相互作用,较难实现悬浮力和转矩之间的有效解耦;由于电机电流为方波直流,用于传统电机控制的坐标变换方法难以应用到无轴承无刷直流电机中;受材料性能和价格等因素影响,仅从永磁材料上来提高电机气隙磁密的可选择余地不大,因此难以满足对较大悬浮力的需求。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有无轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种无轴承无刷直流电机,由定子磁轭(11)、定子齿(12)、永磁体(13)、转轴(14)、悬浮力绕组(15)、转矩绕组(16)和转子铁心(17)组成,定子磁轭(11)同轴内套转轴(14),转轴(14)外同轴固定套装转子铁心(17),其特征在于:永磁体(13)以Halbach阵列均匀分布在转子铁心(17)表面,有12个定子齿(12)均匀固定于定子磁轭(11)的内圆周面上;转矩绕组(16)采用短距绕组且由A、B、C三相转矩绕组组成,A相转矩绕组由依次串联的A1、A2、A3、A4线圈组成,B相转矩绕组由依次串联的B1、B2、B3、B4线圈组成,C相转矩绕组由依次串联的C1,C2,C3,C4线圈...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:朱熀秋
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:32

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