【摘 要】
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无刷直流电机结合了直流电机和交流电机的特点,运行效率高、结构简单、寿命长、便于控制,在各种领域都有广泛的应用。将无刷直流电机引入无轴承电机领域,构成的无轴承无刷直
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无刷直流电机结合了直流电机和交流电机的特点,运行效率高、结构简单、寿命长、便于控制,在各种领域都有广泛的应用。将无刷直流电机引入无轴承电机领域,构成的无轴承无刷直流电机是特种电机研究的一个重要的新方向。与传统电机相比,无轴承无刷直流电机集合了无刷直流电机和磁轴承两者的优点。研究响应速度快,控制精度高的控制系统具有十分重要的意义。
本文围绕无轴承无刷直流电机的基础理论、控制方法和设计基于FPGA的数字控制系统等方面丌展研究,主要工作包括:
首先,分析无轴承无刷直流电机的运行机理,推导无轴承无刷直流电机转矩部分和悬浮部分的数学模型。研究了转矩与悬浮力的解耦控制原理,对悬浮部分的悬浮力分量进行解耦控制。
其次,将无轴承无刷直流电机分解为无刷直流电机部分和悬浮部分。研究直接转矩控制策略,将直接转矩控制方法应用到无轴承无刷直流电机控制系统中的转矩部分,并运用Matlab/Simulink搭建无轴承无刷直流电机控制系统。通过与传统电流滞环控制的仿真图形进行比较,验证了直接转矩控制策略能有效抑制转矩脉动,改善电机的运行性能,实现无轴承无刷直流电机的稳定悬浮。
最后,利用SOPC技术,构建基于NiosⅡ软核CPU的嵌入式电机控制系统,对无轴承无刷直流电机的控制系统进行硬件系统和软件系统的分析和设计。
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