基于自适应模型预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制策略

无刷直流电动机在工作时的换相转矩脉动严重影响了其在高精度伺服系统中的应用,为了降低这种影响,文中提出了一种自适应模型预测控制算法。在对系统进行传统方波PWM-ON控制的基础上,结合重叠换相法,以换相过程中关断相、导通相的功率受控开关管为控制对象,对其占空比进行控制。以换相期间转矩脉动最小为目标构造价值函数,建立换相期间电动机的三相离散电流方程,对关断相和导通相占空比进行预测,并引入自适应调整因子对占空比进行自适应分配。最后,通过实验验证了该算法在全速范围内的有效性。

一种基于虚拟中性点的无位置传感器无刷直流电动机控制方法

提出了基于虚拟中性点的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过三个阻值相同的电阻引入三相端电压,将这三个电阻星形连接构造虚拟中性点,分析了无刷直流电机虚拟中性点电压与换相时刻的对应关系,得出虚拟中性点电压通过直流母线中点的时刻即为反电动势过零时刻的结论,并进一步分析了电机运行中,各个状态下,反电动势过零信号的有效性问题。通过实验进一步验证了这一方案,以比较器实现了过零信号的输出。相比于常规的端电压检测方法,系统减少了两路比较检测电路,并且无相移。实验表明,采用这种策略可以准确地确定过零信号的位置,同时避免了传统反电动势法在检测过程中带来的相位误差。

舵机用高速永磁无刷直流电动机设计与分析

随着舵机伺服系统对动态响应特性要求的提高,舵机电机向高速、高功率密度及低转动惯量发展。根据舵机电机的设计特点,研究了永磁无刷直流电动机结构组成、材料选择、工艺加工对电机设计的影响,并制作试验样机验证了设计结果的准确性,满足舵机系统使用需求。

无刷直流电动机在机械操作性能试验装置上的应用研究

低压开关设备和控制设备的机械操作性能试验对接通和分断动作的循环次数以及操作速度有着严格的规定,要求有关人力操作的断路器在操作时速度应为0.1m/s±25%,这对试验辅助装置的准确性提出了要求。探讨引入无刷直流电动机可以解决困扰机械操作试验多循环次数下的时间间隔问题,极大地提高电寿命试验的自动化程度和准确可重复性。

高速无刷直流电动机转子可靠性分析

通过理论解析计算得出高速无刷直流电动机转子磁钢与护套间的临界过盈量,基于ANSYS-Workbench有限元仿真平台,分别对高速无刷直流电动机转子磁钢与护套间选取不同的过盈量进行了有限元分析,得到了过盈量的合理取值范围,确保了高速转子的可靠运行。

空调用无刷直流电动机绝缘转子对轴电蚀抑制探究

由PWM控制驱动并广泛用于家用空调风扇的无刷直流电动机存在一个巨大的风险,共模电压在电动机内部寄生电容作用下耦合成的轴电压击穿油脂导致滚珠和沟道产生轴电蚀损伤。基于轴电蚀产生机理,构建电动机内部寄生电容组合,并搭建了共模等效电路。提出一种在转子铁心中间新增绝缘层的绝缘转子,增加自身电容,并结合仿真指导降低轴电压。提出放电率概念,结合轴电流、放电率完善和丰富了轴电蚀评价体系。

钐铁氮永磁转子在无刷直流电动机的应用与研究

针对一款6槽8极内转子无刷直流电动机,开展新型稀土永磁钐铁氮(SmFeN)永磁转子的设计应用。原永磁转子由Halbach磁化的粘接钕铁硼磁环和导磁背轭组成。基于Maxwell 2D平台,求解得到钐铁氮材料的等效方案和取消导磁背轭的优化方案。引入Halbach磁化的内转子磁环理论模型公式来估算优化方案尺寸,通过仿真数据及理论值的比较验证了该理论模型公式的工程意义。对等效方案和优化方案样机进行实验。特别针对等效方案,在中部含导磁背轭区域的表磁曲线与端部表磁曲线相比在峰谷处变成平顶。表明在磁化饱和时导磁背轭会影响各向异性的钐铁氮磁粉取向。优化方案样机的空载和负载性能与原机相近,取消了导磁背轭简化装配,且转子质量整体下降28%。

无刷直流电动机可靠性预计及可靠性生产与管理方法

可靠性工程主要是对产品的故障进行统计和分析,并对其进行可靠性设计、可靠性预测、可靠性试验、可靠性评价、可靠性检查、可靠性控制、可靠性维护和故障分析。无刷直流电动机的可靠性工程可大致归纳为可靠性设计、可靠性生产和可靠性维护3个部分。讨论了无刷直流电动机的可靠性工程和可靠度设计,建立了可靠性预计的串联模型,通过计算结果,可以预测电动机在给定寿命下的可靠度。此外,按照电动机本体和驱动控制电路2个部分讨论了可靠性生产与管理的方法,这些方法有助于在制造和使用环节提升无刷直流电动机的可靠性。

无刷直流电动机故障模式仿真及试验验证

无刷直流电动机具有结构简单、效率高、控制方便等优点,目前在国防军事、航空航天等领域都得到了广泛应用。随着应用环境越来越复杂多样,造成无刷直流电动机故障的因素在增加。鉴于此,深入研究了如何保证无刷直流电动机的高可靠、长时间运行。从无刷直流电动机的故障模式出发,分析了各零部件的失效机理和故障表现,基于Matlab软件平台,建立了无刷直流电动机故障仿真模型,对不同故障特征进行了仿真研究,并进行了霍尔传感器断线故障试验。由试验可知,在控制软件中加入无位置传感器控制子程序有助于提升无刷直流电动机的可靠性,延长其寿命。

一种无刷直流电动机的电缆出线方式的可靠性分析

针对无刷直流电动机压线片附近电缆断裂的原因进行了分析,提出了两种新型压线片结构及出线方式。通过振动和弯折试验,论证了新型压线片结构和优化后的出线方式可以有效提高电缆的抗疲劳断裂能力,从而提升电动机的运行可靠性,延长了电动机的使用寿命。

九相三Y移20°无刷直流电动机及其控制系统

分析了九相三Y移20°无刷直流电动机系统的运行原理,设计了以DSP为核心的无刷直流电动机PWM变频调速控制系统,经仿真和实验分析表明,所设计的控制系统是可行的。

基于MSP430的无刷直流电动机控制系统研究

针对小功率电动舵机,介绍了一种利用MSP430实现的稀土永磁无刷直流电动机控制系统,简述了以MSP430F149为核心的控制系统的组成原理、硬件设计方案和控制策略等,并给出了以无刷直流电动机为驱动部件的电动舵机三闭环控制系统调节方式。仿真及实验结果表明该系统具有很好的控制性能和动态特性。

基于磁极不对称角度优化的内置式永磁无刷直流电动机齿槽转矩削弱方法

齿槽转矩削弱是永磁电机研究的重点和难点之一。本文基于能量法和傅立叶分解的解析分析法,给出了磁极不对称时内置式永磁无刷直流电动机的齿槽转矩解析表达式,据此研究了磁极不对称对齿槽转矩的影响,在此基础上,提出了使齿槽转矩最小的磁极不对称角度的解析确定方法。由于解析法采用了一些假设,忽略了饱和、漏磁等影响,所得到的磁极不对称角度不是最佳值。为使齿槽转矩最小,将全局优化方法、解析法和有限元相结合,把寻优可行域缩小在解析解附近以减小求解时间,利用全局优化算法和有限元进行优化,以获得磁极不对称角度最优解。本文对每极槽数为整数和分数的两台无刷直流电动机分别进行了解析分析和优化,结果表明,该文的优化方法可显著削弱齿槽转矩。

双转式永磁无刷直流电动机的建模与仿真

双转式永磁无刷直流电动机(dual-rotor PMBLDCM)在舰船等对转推进系统中有着广泛的应用前景。本文建立双转式永磁无刷直流电动机的仿真模型,详细阐述了仿真模型中主要模块的处理,测试了模型的正确性。针对双转式永磁无刷直流电动机重要组成部分的位置传感器,研究了两种实用的技术方案,并给出仿真模型的具体处理和仿真结果。

基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究

通过对三相星型六状态工作模式下无刷直流电动机的换相过程进行分析,列出换相过程的微分方程,推导了相绕组导通期间平均电流的解析表达式,并利用该解析表达式,借助Matlab进行仿真计算,深入研究了无刷直流电动机的机械特性。通过与实验数据的对比,验证了该分析计算方法的正确性。指出无刷直流电动机机械特性的计算不能直接套用有刷直流电机的计算方法,是因为绕组电感不能忽略,进而揭示了绕组电感也是影响电压源型直流电源供电的无刷直流电动机机械特性的主要因素,并总结了其影响的规律性,为无刷直流电动机机械特性的改善提供了方法和依据。

表面磁钢无刷直流电动机的电感计算和数字仿真研究

由二维电磁场有限元法结合能量摄动法描述了无刷直流电机(BLDCM)电感的求解模型，分析并建立了BLDC系统的通用数字仿真模型，此模型适用于处理由BLDC所组成的时变网络系统，在MATLAB 50下进行了仿真计算，所得结果较令人满意。

计及绕组电感的永磁无刷直流电动机电路模型及其分析

从基本的磁链方程入手深入分析两相导通三相六状态星形方波永磁无刷直流电机运行模式,给出了其相电流的解析表达式,建立了计及绕组电感的永磁无刷直流电机稳态电路模型。相电流的理论波形与实测波形非常一致。从理论上解决了方波永磁无刷直流电机中电枢电阻大于绕组直流电阻,转矩系数大于电势系数和机械特性非线性等问题,并揭示了它们之间的数量关系。

无刷直流电动机数字PID控制的研究

根据无刷直流电动机的特性,讨论了数字PID控制系统的设计原理和实现方法。并以电梯拖动系统为例,设计了一个以自适应数字PID为基本调节单元的无刷直流电机控制系统,给出了仿真曲线。结果表明,数字PID算法和模拟算法相比,具有控制灵活、精度高、易于高度集成化等优点。

电动汽车无刷直流电动机的回馈制动控制

为延长电动汽车的续驶里程,基于4种典型循环工况的能量分析,研究了无刷直流电动机回馈制动的控制原理,建立了回馈制动的数学模型,并设计了转矩闭环PI调节的控制方式.将这一控制方式运用于纯电动汽车上,结果表明,回馈制动控制安全可靠.

无刷直流电动机的无位置传感器控制

无刷直流电动机的机械位置传感器影响着整个系统的可靠性、成本和体积,甚至在某些场合根本无法安装,因此无刷直流电动机的无机械传感器转子位置检测方法成为近年来学术界的研究热点。分析了目前国内外文献中所介绍的无位置传感器无刷直流电动机控制技术中十种位置检测方法的原理、特点和适用范围,并针对起动方法、控制芯片及其在实际中的应用等相关技术的发展作了现状分析和展望,这些技术的发展可使无刷直流电动机无位置传感器控制系统获得更好的性能。