无轴承永磁同步电机电磁特性仿真研究

系统阐述了无轴承永磁同步电机的基本原理和工作特性,分析了转子永磁体、牵引电流激励、悬浮电流激励相互耦合激励下输出牵引转矩、x轴及y轴悬浮力随初始角度的变化特性曲线,研究了x轴及y轴方向不同偏心距下单边磁拉力的变化规律,并通过有限元仿真进行验证。结果表明:y轴方向偏心后会造成y轴方向的单边磁拉力周期平均值增加,以及x轴、y轴方向的动态振幅波动值的增加。随着y轴方向偏心距离的增加,y轴方向偏移的单边磁拉力平均值及振幅呈线性增加趋势,x轴方向偏移的单边磁拉力平均值近似为0,振幅呈线性增加趋势。转子永磁体、牵引及悬浮绕组电流共同耦合激励将产生旋转牵引力、x轴及y轴方向悬浮力,只要针对x、y轴所处位置所产生的悬浮力进行反向补偿,使电机转子在x、y轴方向的合成作用力为0,就可以保证电机旋转过程中转子在不偏心状态下运行。