磁懸浮風力發(fā)電機磁軸承驅動及控制技術

2.25萬字 48頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統


摘要：磁軸承是利用電磁力將轉子懸浮于空間的一種新型軸承，具有功耗低、無摩擦無磨損、無需潤滑和密封、高速度、壽命長等一系列優(yōu)點，因此磁軸承在機械工業(yè)、航空航天、能源交通等領域具有廣泛的應用前景。本課題圍繞磁軸承的數學模型、控制策略、磁軸承試驗樣機的參數設計以及磁軸承實驗系統進行研究，主要研究內容如下：
首先，采用等效磁路法建立磁軸承的數學模型，并利用 Matlab 對磁軸承的非線性數學模型進行特性分析，當轉子在平衡位置附近時懸浮力具有較好的線性特性，且懸浮力之間幾乎沒有耦合，進一步證明了線性化處理后數學模型的正確性，并根據懸浮力的線性化模型提出采用 PID 控制器對磁軸承進行控制。
其次，依據試驗樣機的設計要求，采用電磁場相關理論對徑向和軸向磁軸承樣機的關鍵參數進行設計，主要包括樣機尺寸的設計、線圈匝數的設計、線圈散熱等設計，給出了設計的方法和相應的設計流程。
最后，根據徑向和軸向磁軸承的工作原理，設計了三相功率驅動板和軸向開關功率驅動板，并根據 DSP 采樣的電壓范圍，設計了位移接口電路和電流接口電路。編寫了磁軸承數字控制系統軟件，闡述了磁軸承數字控制軟件的設計的方法。給出了數字控制軟件的主程序和中服務子程序流程圖，并對徑向電環(huán)滯環(huán)和軸向電流脈寬調制方法進行了詳細的說明。

關鍵詞：主動磁軸承，數學模型，參數設計，數字控制