朱熀秋，　钱建林

(江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江　212013)

基于动态坐标系的无轴承永磁薄片电机悬浮力建模及控制*

朱熀秋，钱建林

(江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江212013)

对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行过程中产生的偏心位移，以最大偏心方向作为横坐标方向，建立转子偏心的动态坐标系。在该坐标系下采用麦克斯韦应力张量法建立径向悬浮力数学模型。在该模型基础上，提出一种针对转子偏心位移的直接控制策略，设计相应控制器；在MATLAB环境中对BPMSM进行了起动、阶跃响应等仿真试验，并进行了初步试验研究。仿真及试验结果表明采用这种方法进行建模和控制，电机转子能够稳定悬浮，电机具有良好的动、静态特性，验证了控制方法的有效性。

无轴承永磁薄片电机； 动态坐标系； 麦克斯韦力； 径向悬浮力； 矢量控制

0　引　言

无轴承永磁薄片电机(Bearingless Permanent Magnet Slice Motor, BPMSM)将转子制成圆形薄片状，根据磁阻最小原理，实现三自由度(两个翻转自由度，一个轴向自由度)被动悬浮，降低了系统复杂性。该电机继承了无轴承电机的优势，且具有体积小、功率密度高、结构简单等优点。BPMSM要达到实际应用价值，须快速有效地控制转子偏心，保持转子稳定悬浮。因此，须获得BPMSM精确的径向悬浮力数学模型，利用数字信号处理器实现实时稳定的控制。文献[1]采用电机等效磁路法，建立了单绕组BPMSM的径向悬浮力数学模型，但由一套绕组同时产生转矩磁场和悬浮磁场，导致两者耦合影响严重。……