基于Taguchi方法的三相混合式步进电机电磁结构优化

混合式步进电机的齿层区域是其产生转矩的关键。为了实现特定性能,电机设计时需要选择适当的齿层几何形状。文中以梯形齿形状参数为优化对象,对电机进行电磁结构优化,以实现更高的转矩输出。以市场现有的一款三相混合式步进电机为样机,基于其结构参数,建立高效的三维有限元模型以产生优化的样本。然后,再结合Taguchi优化算法,以定转子的齿形状参数为优化设计变量,通过数值方法获取最佳梯形齿形结构,使电机输出转矩最大化。优化后,转矩最大化样机的转矩峰值提高了近25%,证明了该优化方案的有效性。

表贴式永磁同步电机中高速无位置传感器控制技术比较研究

针对永磁同步电机高速运行模式下无位置传感器技术,文中研究了滑模观测器、龙伯格观测器、模型参考自适应系统3种无感估算算法。滑模观测器算法稳定性较好,但是由于系统不连续开关量的存在,不利于提取有效反电势。通过加入滤波器,能有效提取反电动势。龙伯格算法简单,但是反电动势耦合会导致一些干扰信号。为了工程实现,需要加入锁相环,使得估算更加准确。模型参考自适应系统相对复杂,故基于波波夫稳定性理论设计了反馈自适应律。文中对3种无感观测器算法进行了仿真分析,结果显示,滑模观测器算法鲁棒性最好,对比龙伯格算法,参数更少且利于工程实现;模型参考自适应观测器的自适应律设计复杂,由于需要两套模型进行计算,对控制器性能要求高且不利于工程实现。