基于加速度传感器的智能小车路况自动测量系统

针对路面平整度的自动测量问题,结合工程实际中路面勘测的需要,设计了一套智能小车系统,实现路面坡度的自动测量和预警。ADXL345加速度传感器用于测量三轴加速度,实现了路面坡度的自动获取;蓝牙模块用于在计算机和小车之间进行数据的传送,实现了智能小车运动的远程控制以及计算机对坡度信号的接收;脉宽调制(PWM)方式用于对电机进行速度闭环控制,实现了智能小车测量路况时的低速运行;Matlab软件用于对坡度值的读取、处理以及绘图,实现了路面坡度坐标图和路面示意图的绘制,直观地反映了路况。通过判断所测坡度值与临界值的大小,实现了大坡度危险路况下的自动预警。研究结果表明,该智能小车路况测量系统能满足实际路况的自动检测、低速运行、示意路面总体状况和预警等功能的要求。

同步磁阻电机分析与设计(连载之九) 加工装配误差的影响

本文分析电机加工与装配过程中可能引入的误差,以及这些误差对同步磁阻电机性能的影响。针对一台优化过的同步磁阻电机,分别讨论冲片冲制产生的毛刺、冲制边缘材料损坏、叠压自扣片、铆接错位以及定转子装配偏心等对电机平均转矩、转矩脉动、效率以及单边磁拉力的影响。分析电机加工工艺的误差对电机性能的影响,从而总结同步磁阻电机加工过程中需要严格控制偏差的工艺。

基于新型定子磁链观测器的直接转矩控制

文中提出一种基于转子位置的面贴式永磁同步电动机的定子磁链估计方法.该方法从转子的位置信息和定子电流预测定子的磁链.给出了磁链观测器的数学模型,并在空间矢量调制直接转矩控制(SVM-DTC)策略中对该磁链观测器与常规电压积分式观测器进行了比较研究.仿真与实验结果表明,采用该观测器的SVM-DTC可以在2%～100%额定转速内稳定运行,电流波形畸变小,转矩性能优越,而采用常规电压积分式观测器的SVM-DTC在转速低于15%额定转速已不能稳定运行.

永磁同步发电机直接转矩控制中定子电阻预测算法研究

在永磁同步电动机直接转矩控制中,定子电阻是一个需要精确给定的参数。但由于绕组温升等因素影响,定子电阻在运行过程中是一个变量。文中提出一种用于面贴式永磁同步电动机直接转矩控制的定子电阻检测新方法。该方法通过观测到的电磁转矩和实测电流来实时调整磁链计算所用的电阻值。理论分析证明稳态时,电磁转矩和电流的比值波动方向与定子电阻变化方向相反,由此可以采用PI调节器来进行电阻预测。仿真和实验结果表明,该算法可以在线实时估计电阻变化,并加以补偿。

转子分段斜极的永磁同步电机轴向磁力的研究(英文)

转子分段斜极技术广泛用于永磁交流电机中,以削弱转矩脉动和机械振动。本文采用三维有限元分析方法,详细分析永磁交流电机由于采用转子分段斜极而产生的轴向不平衡磁力。分析结果表明,铁心轴向长度及定子径向通风道对轴向磁力的影响很小,而转子斜极的分段数、电枢电流的大小与相位角对轴向磁力的平均值及峰峰值都有较大影响。

基于磁链误差矢量预测的PMSM直接转矩控制

为了抑制磁链和转矩脉动引入了磁链误差矢量预测,在分析永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制基本原理的基础上,结合空间矢量调制思想,提出了一种通过预测磁链误差矢量的改进型直接转矩控制(FEVE-DTC)策略,将转矩误差经过一个PI控制器之后作为磁链旋转速度的参考值,与磁链给定值结合成为预测的磁链差值矢量,然后计算应采用的电压矢量.电压矢量用空间矢量调制(SVM)方法实现.仿真和实验结果表明,与基本直接转矩控制(DTC)相比,FEVE-DTC能显著减小磁链和转矩脉动,具有更优越的运行性能.

永磁同步电动机直接转矩控制方法的比较研究

提出一种用于永磁同步电动机的基于磁链误差矢量补偿的直接转矩控制(EFVC-DTC)策略,给出了磁链误差矢量的估计算法,并将该控制策略下的稳态和动态运行性能与常规DTC进行比较。仿真及实验结果表明EFVC-DTC可以使电力开关器件工作在基本固定的频率上,磁链和转矩脉动显著减小,比常规DTC具有更优越的稳态性能,而动态转矩响应几乎与常规DTC相同。

永磁开关磁链直线电机若干优化设计方法

永磁开关磁链直线电机除具有常规永磁直线电机的优点外,还具有显著的成本优势,因此具有很好的应用前景。本文在简要说明该类电机的基本结构与原理之后,指出通过合理调整初级与次级铁心的外形尺寸来减小反电动势谐波含量与电机推力波动,采用磁桥结构提高弱磁控制能力和初级铁心机械强度,借鉴旋转电机齿槽力矩的抑制方法来削弱推力波动的齿槽效应成分,并提出辅助齿结构来有效削弱推力波动的端部效应成分,最后还给出了一种模块化结构形式来提高电机的容错性以及边端线圈与内部线圈的对称性。

同步磁阻电机分析与设计(连载之十二) 永磁辅助同步磁阻电机的设计研究

针对两层磁障的同步磁阻电机,分析磁障厚度比例对磁阻转矩的影响。进而在优化的同步磁阻电机中间磁障中插入永磁体形成永磁辅助同步磁阻电机,讨论此类永磁辅助同步磁阻电机的齿槽定位力矩、永磁转矩、磁阻转矩和抗退磁性能。最后对比了同步磁阻电机和永磁辅助同步磁阻电机的转矩特性以及调速特性。

同步磁阻电机分析与设计(连载之六) 转子均匀分布磁障的参数优化

本文对磁障均匀分布的同步磁阻电机的转子参数提出了统一的表达形式，提出约束转子尺寸的3个主要参数，即磁障层数、每对极下虚拟磁障边端个数和隔磁层占有率。以有限元法分析转子主要参数对平均转矩和转矩脉动的影响，表明通过磁障层数和每对极下虚拟磁障边端个数的优化配合可以获得较大的平均转矩，通过每对极下虚拟磁障边端个数和电机极槽比的合理配合可以获得较小的转矩脉动，当隔磁层占有率设计为0．5—0．55时能获得较大平均转矩和较小转矩脉动，从而实现了以少量参数的优化获得较优的电机性能。

同步磁阻电机分析与设计(连载之五) 定子铁心的优化设计

分析不同极绕组形式的同步磁阻电机的定子齿部与轭部设计原则,指出齿部与轭部厚度和电机磁负荷的关系,通过齿部、轭部的合理设计减小饱和造成的凸极率降低。研究定子齿冠削弧形成不均匀气隙对电机性能的影响,适当的不均匀气隙可以减小电机的转矩脉动和铁耗。最后研究同步磁阻电机定子齿开辅助槽的效应,分析辅助槽个数对转矩脉动的影响,总结采用辅助槽能削弱转矩脉动的绕组形式。

三次谐波法控制的高速无刷电机转子结构研究

根据三次谐波反电势控制法对电机设计的要求,对平行充磁且极弧系数小于1、平行充磁且每极分2块、径向充磁且极弧系数为1共3种转子结构进行了研究.研究发现第一种和第二种结构均能在电机相绕组中产生足够大的三次谐波反电势.同时还对3种不同的转子结构引起的额定负载转矩下的转子涡流损耗进行了对比研究,结果表明,第三种结构引起的转子涡流损耗小于第一种结构,第一种结构引起的转子涡流损耗小于第二种.但是第三种结构应用较少,因为永磁体充磁时需要专门的工装夹具,加工困难.第一种结构和第二种结构容易实现.采用第一种结构制作了一台样机,并进行了实验验证,实验表明了设计的正确性.

同步磁阻电机分析与设计(连载之三) 极对数与裂比的优化设计

从极对数和裂比对交直轴电感的影响出发,分析了同步磁阻电机的凸极率随极对数和裂比的变化趋势。优化设计了3台不同极对数的同步磁阻电机,研究了不同裂比下3台电机的转矩密度、功率因数和效率,同时兼顾电机的绕组端部长度和体积,提出了同步磁阻电机极对数和裂比的基本设计原则。

同步磁阻电机分析与设计(连载之十) 同步磁阻电机与开关磁阻电机定转子的组合应用

将同步磁阻电机的定子与转子及开关磁阻电机的定子与转子分别组合,可形成4种结构形式。采用同步磁阻电机正弦电流的驱动方式,研究4种结构形式电机的性能差异。对比4种结构形式的加工工艺、机械强度、绕组电感和电磁转矩,总结在正弦波电流驱动下,采用同步磁阻电机定转子和开关磁阻电机定转子的优势与劣势。

同步磁阻电机分析与设计(连载之七) 转子不均匀分布磁障的对比分析

本文研究同步磁阻电机两种典型磁障形状(U型与C型)的转子优化设计参数。对比这两种不同形状磁障结构对同步磁阻电机性能的影响。通过对两种形状磁障参数全局优化,比较其各自所能获得的最大输出转矩和转矩脉动。针对两台优化了的U型和C型磁障转子的同步磁阻电机,分析比较磁密分布、铁耗、效率、功率因数及转子应力分布。讨论磁障层数对不均匀分布磁障的同步磁阻电机的转矩性能影响,并总结不同磁障层数选择下采用均匀分布磁障和不均匀分布磁障的优势与劣势。

同步磁阻电机分析与设计(连载之四) 绕组形式的分析与选择

基于三相对称绕组和常规极对数选择,列举了同步磁阻电机易于实现的极槽配合和绕组形式。研究了几种典型绕组形式的磁动势分布,并从磁动势角度分析了不同绕组形式对电机性能的影响。最后采用有限元法比较了不同绕组形式电机的转矩密度、转矩脉动以及功率因数,总结了同步磁阻电机绕组形式的选择规律。

同步磁阻电机分析与设计(连载之二)基于磁路模型的解析分析方法

在分析与设计同步磁阻电机性能时,为了减少计算时间、提高电机优化设计效率,本文基于磁路模型提出了一种解析法,可快速有效地计算同步磁阻电机的输出转矩。针对两台优化过的电机比较了解析法和有限元法计算的电磁转矩,解析法在计算速度上远快于有限元法,在磁路饱和不严重的情况下解析法计算结果和有限元法表现出高度一致性。

同步磁阻电机分析与设计(连载之八) 转子磁桥分析

通过对比分析采用尖角型与圆弧型周向磁桥的两种同步磁阻电机的磁密分布、平均转矩、转矩脉动和应力分布,阐述该两种周向磁桥的适用场合。对于多层磁障的转子结构,分析径向磁桥的位置与数量对电机电磁性能和机械性能的影响,进而总结权衡电磁性能和机械性能的径向磁桥优选规律。

同步磁阻电机分析与设计(连载之十一) 正弦波与方波驱动的对比研究

对比方波驱动与正弦波驱动的硬件要求差异和实现难度。针对一台优化过的同步磁阻电机,比较采用这两种驱动方式的电磁转矩、效率以及功率因数,进而总结这两种驱动方式用于同步磁阻电机的优势与劣势。

交流电机驱动器中采用霍尔电流传感芯片与过采样技术的电流检测

交流电机驱动器的电流检测单元在精度、响应、集成度、隔离性等方面提出了诸多要求,本文设计了一种新型的电流检测方案,采用温度稳定性好、精度高的集成芯片来实现,以克服分立元件空间占用大、温漂明显、精度低、抗干扰能力弱等缺点。该方案通过霍尔电流传感芯片实现高集成度的电流隔离检测,再经低通滤波器滤去高频电流分量后由高精度的A/D采样模块实现电流的过采样,最终由控制芯片实现数字滤波得到电流采样值。整个过程进行实时过流保护,以确保安全性。实验结果表明,该电流检测方案线性度好、安全性高,为交流电机驱动器的电流检测提供了可靠保证。