一种新型双三相无轴承永磁同步电机结构原理及控制研究

来源：电工电能新技术杂志2017年第1期北京时间：

作者：袁建飞， 朱熀秋， 赵玉亮， 丁泉

单位：江苏大学电气信息工程学院， 江苏 镇江 212013

摘要：针对传统无轴承永磁同步电机内部两套绕组结构复杂、可靠性低等缺点，提出了一种新型双三相绕组结构的无轴承永磁同步电机。电机采用分布式绕组结构并分为两个空间对称的独立三相绕组单元，通过两个三相逆变器在两个绕组单元中同时通入两组不同序列的电流实现电机的无轴承运行。推导了悬浮力与转矩数学模型。在Ansoft中建立有限元模型，分析了电机在两组电流控制下的磁场分布状况，分别计算了悬浮力与转矩随电流变化的关系，以及偏心磁拉力与转子偏移量的关系，仿真模型计算结果与理论模型计算结果基本吻合。建立了一种控制电机对称相电流不平衡的控制策略，将电机等效为两个普通三相电机，两个电机控制部分中的空间矢量脉宽调制模块SVM所需的信号由转矩电流参考值和悬浮力电流参考值合成再调制得到。采用Matlab软件构建了仿真系统，仿真结果表明，本文提出的双三相无轴承永磁同步电机在该控制策略下能够实现转子的高速旋转与稳定悬浮。

关键词：无轴承电机, 双三相绕组结构, 结构原理, 有限元分析, 控制策略

基金资助：国家自然科学基金项目（51675244）、 江苏省重点研发计划项目（BE2016150）、 江苏省“333工程”资助项目（2014年）、 江苏省“青蓝工程”资助项目（2014年）