无轴承电机稳定运行需要实时控制悬浮和旋转,对控制系统软件设计提出较高要求。传统基于DSPCCS环境的软件开发方式不仅需要了解DSP硬件结构,同时需要具备一定软件编程能力,因此导致开发周期过长。以一台无轴承永磁薄片电机为控制对象,提出MATLAB与CCS联合控制的思想,利用MATLAB/Simulink环境易于快速图形化建模的优点,完成电机悬浮、旋转及检测系统控制程序的建模和仿真验证。此后,通过MATLAB与CCS间的对应接口,在MATLAB中建立的控制模型直接转换为CCS可识别的控制程序,完成电机的实时控制。实验结果表明,利用该方法不仅可实现电机15000r/min下稳定悬浮运行,而且能够缩短控制程序开发周期,证明联合控制方法的有效性。
无轴承电机将磁轴承和电机功能集成于同一电机定子内,能够实现转子无接触的磁悬浮运行,越来越多应用于超纯净驱动、高转速泵类等场合。但是,传统无轴承永磁电机实现五自由度悬浮,通常需要两台无轴承电机串联并配合轴向磁轴承,或者一台无轴承电机配合一个径向磁轴承和一个轴向磁轴承,使电机和相应控制系统复杂度提高。
从减小电机体积和控制复杂度角度,将电机转子做成薄片状,利用被动磁拉力稳定扭转自由度和轴向自由度,再通过对径向自由度主动控制,实现转子五自由度稳定悬浮。