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無(wú)軸承OMAL歐瑪爾開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)研究
利用磁軸承與電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的相似性,將磁軸承中用來(lái)提供徑向懸浮力的懸浮繞組疊繞在OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子上,就構(gòu)成了同時(shí)具備驅(qū)動(dòng)和磁懸浮支撐功能的無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)不僅拓寬了無(wú)軸承電機(jī)的理論和應(yīng)用范圍,繼承和發(fā)揮了OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的高速適用特性及其對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性,而且由于其直接控制轉(zhuǎn)子的徑向位置,因而對(duì)由于不對(duì)稱磁拉力而引起的定子振動(dòng)和噪聲問(wèn)題有望起到抑制作用。

無(wú)軸承OMAL歐瑪爾開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)研究
以12/8結(jié)構(gòu)的定子雙繞組無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為研究對(duì)象,著重從定轉(zhuǎn)子幾何偏心、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心以及控制方式等角度研究了其電磁振動(dòng)。 首先,在對(duì)前人成果深入研究的基礎(chǔ)上,分析了無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電磁力,改進(jìn)了徑向電磁力的數(shù)學(xué)模型。新模型不僅考慮了電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的磁飽和以及轉(zhuǎn)子的偏心位移,為電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的離線分析和電機(jī)的設(shè)計(jì)提供了更為可靠的理論依據(jù);而且解決了以往模型不能用來(lái)計(jì)算單個(gè)定子極所受徑向磁拉力的問(wèn)題,為無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)和噪聲的預(yù)測(cè)和控制創(chuàng)造了條件。其次,由于電機(jī)運(yùn)行時(shí)定轉(zhuǎn)子偏心問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致單邊磁拉力的出現(xiàn),這會(huì)使OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)本來(lái)就很?chē)?yán)峻的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題更加惡化?；诙ㄗ又芟蛘駝?dòng)理論和無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的徑向力特點(diǎn),通過(guò)Matlab/Simulink的系統(tǒng)仿真,分析了將無(wú)軸承技術(shù)引入OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)后對(duì)不平衡徑向力起到的補(bǔ)償作用,指出無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)較普通OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)更適合于應(yīng)用在要求低噪聲的領(lǐng)域。接著,由于無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)和懸浮是電機(jī)主繞組電流和懸浮繞組電流共同作用的結(jié)果,基于不同的控制策略計(jì)算出來(lái)的主繞組和懸浮繞組的磁勢(shì)組合是不相同的,而繞組磁勢(shì)的不同組合對(duì)定子極徑向力及定子的振動(dòng)有直接的影響,就從這個(gè)角度對(duì)現(xiàn)有的幾種無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制策略進(jìn)行了深入的分析。通過(guò)計(jì)算求得幾種控制策略在不同轉(zhuǎn)矩和徑向負(fù)載情況下理想懸浮時(shí)的主繞組和懸浮繞組電流;并對(duì)其產(chǎn)生的徑向力進(jìn)行時(shí)域和頻域分析;指出了利于減小定子振動(dòng)的控制策略,為無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)不同場(chǎng)合下控制策略的選擇提供了依據(jù);實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。 隨后,針對(duì)由于機(jī)械不平衡等原因引起的轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心問(wèn)題,本文采用基于zui小均方(LMS)算法的自適應(yīng)凹陷濾波器對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡帶來(lái)的不平衡激振力進(jìn)行了補(bǔ)償。介紹了不平衡振動(dòng)的產(chǎn)生和特點(diǎn);詳細(xì)介紹了自適應(yīng)濾波器的原理及設(shè)計(jì)方法,分析了加入該濾波器后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并對(duì)該方案進(jìn)行了仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

無(wú)軸承OMAL歐瑪爾開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)研究
zui后,針對(duì)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行中存在的轉(zhuǎn)子磁偏心情況,從電機(jī)本體的角度,研究了主繞組線圈在不同連接方式下轉(zhuǎn)子偏心對(duì)氣隙磁場(chǎng)和定子振動(dòng)的影響。提出了利于減小無(wú)軸承OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)和噪聲的主繞組線圈聯(lián)結(jié)方式。