无轴承永磁薄片电机径向悬浮力精确数学建模  

Accurate Mathematical Modeling of Radial Suspension Force on Bearingless Permanent Magnet Slice Motors

作　　者：左文全[1] 吕艳博[1] 付向东[1] 潘伟[1] 朱熀秋[1] 

机构地区：[1]江苏大学电气信息工程学院,江苏省镇江市212013

出　　处：《中国电机工程学报》2012年第3期103-110,9,共8页Proceedings of the CSEE

基　　金：国家自然科学基金项目(60974053);江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏政办发[2011]6号)~~

摘　　要：无轴承永磁薄片电机具有薄片转子的特殊结构,为了采取有效方法控制转子偏心位移、使转子稳定悬浮,研究的关键在于获得无轴承永磁薄片电机精确的径向悬浮力数学模型。在介绍无轴承永磁薄片电机的结构和工作原理基础上,对无轴承永磁薄片电机气隙磁场进行了详细分析,基于麦克斯韦应力张量法推导了其径向悬浮力数学模型,最后对比验证了利用有限元方法的计算结果和样机实验对数学模型的理论计算结果。验证结果表明,该方法建立的径向悬浮力数学模型误差小、精确度髙。Bearingless slice motors（BSM） have a wide application prospect as the special structure of its slice rotor.It is the focus in getting accurate mathematical model of radial suspension force to levitate the rotor stably by directly and effectively controlling rotor eccentric displacement.Firstly,air-gap flux density distributions of BSM are analyzed in detail.Then,an accurate mathematical model of radial suspension force is deduced by using the Maxwell stress tensor method,and it is verified by the finite element method（FEM）.Results both by the radial suspension force mathematical model of BSM and by FEM are consistent.

关 键 词：无轴承永磁薄片电机 径向悬浮力 麦克斯韦应力张量法 数学模型 有限元分析 

分 类 号：TM301[电气工程—电机]