[01513235]无轴承(磁悬浮)永磁同步电机及数字控制系统研究

该项研究是永磁同步电机研究领域的一项重大突破。针对无轴承永磁同步电机多变量、强耦合、参数变化的复杂非线性控制对象，采用有限元对电机磁场进行计算分析，建立径向悬浮力数学模型、电机数学模型，研究确定悬浮力和转矩力之间的非线性动态解耦控制算法，采用非线性控制理论补偿磁路饱和及转子不平衡振动问题，研究电机起动和稳态特性，研制高品质数字调速系统，并将无轴承永磁同步电机样机用于工业密封泵，进行动力学特性研究，针对电机的起动、负载性能及效率进行测试和分析等，为这项高新技术尽快实用化和走向产业化打下良好的基础。无轴承永磁同步电机除保持永磁同步电机效率高、功率因数高、结构简单和特性好等特点外，还具有无机械摩擦和磨损、无需润滑、寿命长等优点。特别是电机和磁轴承两者功能和结构一体化后，缩短了电机轴向尺寸，电机可以向更高转速和更大功率方向发展，大大拓宽了电机应用范围。项目研究成果用于泵、飞轮储能装置、机器人及数控机床等场合，经济效益非常大。这种电机在密封泵、高速或超高速数控机床、工业机器人、航空航天、生命科学等众多高新技术领域具有广阔应用前景，特别是无接触、无需润滑及无磨损等特点，可用于真空技术、纯净洁室及无菌车间以及腐蚀性介质或非常纯净介质的传输等特殊场合。经专家鉴定，无轴承永磁同步电机整体研究水平达到同类型研究的国际先进水平。