通用电感矩阵模型验证无轴承电机径向悬浮力

本文主要探讨了无轴承电机的径向悬浮力建模技术，针对附加二极悬浮力绕组的四极无轴承电机作为研究对象。无轴承电机是一种特殊的电机设计，其无需传统的滚动轴承支持转子，从而提高了系统的精度和可靠性。这类电机的工作原理是通过电磁力实现转子的悬浮，使得转子在没有机械接触的情况下运行，广泛应用于精密设备和高速应用。 首先，作者对无轴承电机的工作原理进行了详细介绍，强调了其独特的设计和电磁悬浮机制。他们将研究重点放在了圆柱型和凸极型两种不同转子结构的无轴承电机上，因为这两种类型的电机具有不同的电磁特性，但都需要精确的电感矩阵模型来描述其动态行为。 电感矩阵模型在此文中起着关键作用，它将电机各部分的电感量组织成一个矩阵形式，用于计算电机内部电磁场的响应。通过这个模型，作者推导出了适用于无轴承电机的径向悬浮力通用数学模型，这是一个重要的理论成果，对于电机设计和控制有着实际应用价值。 接着，文章以无轴承同步磁阻电机（BLSRM）和无轴承永磁同步电机（BLMSM）为例，具体展示了如何应用该模型来计算径向悬浮力。这两个电机类型的不同之处在于磁场源和能量转换方式，但模型的通用性允许对它们进行统一处理。 通过与ANSYS有限元分析软件的数值计算结果进行对比，模型计算得到的径向悬浮力公式和数值与软件模拟的结果高度一致。这证明了所提出的径向悬浮力数学模型的准确性，这对于电机工程师来说，提供了一个可靠的工具来预测和优化电机的性能。 总结来说，这篇论文不仅阐述了无轴承电机的工作原理，还详细构建了电感矩阵模型和径向悬浮力模型，这在电机设计和性能评估中具有重要意义。此外，通过实例验证了模型的有效性和实用性，为未来无轴承电机技术的发展奠定了坚实的基础。