程 帅 姜海博,2 黄 进 康 敏

（1.浙江大学电气工程学院 杭州 310027 2.中国电力工程顾问集团 北京 100000 3.浙江科技学院电气学院 杭州 310023）

1 引言

无轴承电机是近年来发展起来的一种新型悬浮电机，通过气隙中极对数差为1的两组磁场相互作用，产生电磁转矩和径向悬浮力，同时实现电机的自旋转和自悬浮。无轴承电机省去了传统轴承的机械支撑，使其在高速机床、飞轮储能等领域有着广泛的应用前景；此外无轴承电机在加工洁净要求很高或转子不存在摩擦的场合，如半导体工业、人工心脏等场合也有很高的应用价值[1-5]。

传统的无轴承电机采用两套极对数相差为1的绕组，一套提供转矩，另一套提供悬浮力。目前对无轴承电机的研究主要集中在数学模型、本体设计、先进控制算法及控制系统上[1-11]。单绕组无轴承电机主要有桥式[2]、裂相[3]和多相结构[4,5]。文献[9]中提出了一种单绕组无轴承永磁薄片电机，其定子结构与裂相式电机的结构类似，采用注入两组相位差不同电流的方式实现电机的平稳悬浮，其控制效果优于裂相式加正负电流的控制方式。文献[10]还对二相无轴承薄片电机的驱动及其控制方法进行了研究，提出了一种交错并联的半桥拓扑结构，有效地减少了功率管的数量。多相单绕组无轴承电机采用定子不对称结构，每相绕组函数中存在基波和2 次空间谐波，通过在电机绕组中注入两组相位差不同的电流可以在一台多相电机的两个平面内产生两个极对数相差为1的磁场，进而产生悬浮力，维持电机稳定悬浮。……