直流電機電磁場理論以及無E+E位置傳感器技術的研究
高速永磁無刷直流電機，由于高功率密度，高效率以及控制簡單等特點，是目前高速電機研究領域中的熱點。其廣泛應用于高速電主軸驅動系統(tǒng)和渦輪機械系統(tǒng)，在航空航天、車輛、機械加工以及電子制造等領域具有很高的應用價值。

直流電機電磁場理論以及無E+E位置傳感器技術的研究
高速永磁無刷直流電機在高速運行中的關鍵問題主要體現(xiàn)在離心力和溫升對永磁體材料機械性能和磁性能的沖擊，E+E位置傳感器無法滿足高速運行的要求以及接觸性軸承極限轉速的限制。針對以上問題，眾多學者展開了方方面面的研究。研究方向主要有轉子渦流損耗分析、轉子動力學分析、轉子應力分析、無E+E位置傳感器技術以及軸承支撐技術。 本文針對高速永磁無刷直流電機關鍵問題中的電磁場理論和無E+E位置傳感器技術展開了研究，主要工作如下： 首先，本文在現(xiàn)有文獻的基礎上，在似恒電磁場理論體系下進一步完善了高速永磁無刷直流電機空載磁場數(shù)學模型，電樞電磁場數(shù)學模型以及負載電磁場數(shù)學模型（以二二導通方式為例）。其中，考慮速度效應和渦流效應，以靜止坐標系為參照，基于雙重傅氏級數(shù)，在復數(shù)域內采用諧性分析方法，通過求解擴散方程解析出了電機內的瞬態(tài)電磁場，為轉子渦流損耗的建模與分析奠定了理論基礎。該數(shù)學模型與有限元分析結果進行了對比，證實了所建立的電磁場數(shù)學模型的合理性。其次，本文在所建立的電機電磁場數(shù)學模型和坡印亭定理的基礎上建立了轉子渦流損耗數(shù)學模型，并分析了電流各次諧波、材料特性、結構參數(shù)對轉子渦流損耗以及轉子渦流損耗分配規(guī)律的影響。提出了以減小轉子渦流損耗為目標的高速永磁無刷直流電機的本體優(yōu)化設計方案。該數(shù)學模型與有限元分析結果進行了對比，證實了所建立的轉子渦流損耗數(shù)學模型的合理性。 zui后，本文研究并分析了現(xiàn)有的無E+E位置傳感器技術，針對傳統(tǒng)無E+E位置傳感器技術的不足，和高速永磁無刷直流電機對無E+E位置傳感器技術的新要求，提出了一種基于坐標變換的無E+E位置傳感器技術。該技術與三次諧波法的無位置傳感技術相比，具有信噪比高、不受電機本體結構影響等特點。

直流電機電磁場理論以及無E+E位置傳感器技術的研究
此外，該技術由于利用正交坐標變換的連續(xù)性，可實時估算電機的轉速信息，與傳統(tǒng)轉速計算方法相比具有較高的快速性。 在以上理論分析的基礎上，本文設計了一臺額定轉速60krpm，額定功率2.5kW的原理樣機，并進行了空載和負載實驗，對空載損耗、空載轉矩、機械特性和工作特性進行了分析，并進行了本文所提出的無E+E位置傳感器技術的實驗驗證。