直线旋转两自由度双定子永磁电机及其控制系统研究

项目名称： 直线旋转两自由度双定子永磁电机及其控制系统研究

项目编号： No.51307022

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 电工技术

项目作者： 付兴贺

作者单位： 东南大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 针对诸多领域对多自由度电机的需求以及多自由度电机研究中存在的问题，本课题提出一种直线旋转两自由度永磁电机的新结构。该电机由内外定子及中间动子组成，具有机械结构简单、紧凑，直线与旋转部分磁路独立，解耦控制容易实现等特点。采用理论分析、数值计算、特性仿真和实验研究等方法，对所提出的电机及控制系统进行研究，内容包括：电磁机理分析、运行特性计算、磁路结构优化、损耗和温升计算、数学模型建立、控制系统仿真、解耦控制算法等。通过本项目的研究，全面揭示该电机的运行机理，建立电机的设计和分析方法，提出多自由度运行的控制策略，为该电机在多维驱动领域应用提供科学依据。课题研究中将涉及到单自由度电机研究中未曾遇到的新问题，产生新的研究方向，带来新的知识增长点。由于可以同时实现直线、旋转及螺旋运动，该电机在工业和国防等领域具有广阔的应用前景。因此，本课题研究具有重要的理论意义和实用价值。

中文关键词： 永磁电机；直线旋转运动；双定子电机；位置检测；电机测试技术

英文摘要： A novel linear and rotary permanent magnet machine(Linear and Rotary Double-Stator Permanent Magnet Synchronous Machine,LRDSPMSM) is proposed in this project considering the requirement of multi-degree of freedom electrical machines in a variety of fields and the problems found in the process of studing the multi-degree of freedom electrical machines. The proposed machine comprises inner stator, outer stator and middle movable unit. The LRDSPMSM has the favorable features of simple mechanical structure, independent magnetic circuits of the linear and rotating sections, and easy to implement decoupling control. In this project, theoretical analysis, numerical calculation, characteristic simulation and experimental research are implemented to investigate the LRDSPMSM. The research contents cover electromagnetic mechanism analysis, operational characteristics computation, optimization design of magnetci circuit, calculation of losses and temperature-rise, mathematic model, simulation of control system, decoupling control strategy and so on. By conducting this research, the principle and mechanism of the LRDSPMSM will be completely revealed, and the motor design and analyis methods will be established, and the control strategy for multi-degree of freedom operation will be proposed. The researches will further provid

英文关键词： permanent magnet motor；linear and rotary motion；double-stator motor；position detection；motor measuring technology