Analysis of the Magnetic Flux Density, the Magnetic Force and the Torque in a 3D Brushless DC Motor

As permanent magnet motors and generators produce torque, vibration occurs through the small air gap due to the alternating magnetic forces created by the rotating permanent magnets and the current switching of the coils. The magnetic force can be calculated from the flux density by finite element methods and the Maxwell stress tensor in cy-lindrical coordinates. In this paper the magnetic flux density, the magnetic force and the torque of a real three dimen-sional brushless DC motor are simulated using Maxwell 3 D V 11.1.

基于C-dump双向变换器的新型无刷直流起动/发电机工作特性的理论分析与仿真研究

介绍了一种由全波升压式C dump双向变换器和同步电机构成的新型无刷直流起动 /发电机的工作原理 ,对起动工作特性和发电工作的外特性、调节特性、输出电压脉动及系统效率进行了详细的分析 ,最后以C dump双向变换器和某型飞机电机构成的无刷直流起动 /发电机为例进行了仿真研究。研究结果可为新型航空起动 /发电机提供设计依据。

基于转子永磁体磁场定向的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机由于非正弦的主磁场分布和反电动势波形,在方波电流驱动下产生较大转矩脉动。为此提出一种基于转子永磁体磁场定向的转矩脉动抑制方法。首先,通过分析无刷直流电机转子永磁体磁场定向dq同步旋转坐标系下的等效模型,得出该坐标系下d轴电枢反应和电磁转矩各自取决于dq轴电流的结果;其次,给出了以变换前后绕组产生的d轴电枢反应和电磁转矩不变为原则的三相电流和dq轴电流之间变换方法;最后,利用该变换方法,得到所需dq轴电流对应的三相电流,并对该电流进行闭环控制,进而实现无助磁和去磁的瞬时恒定转矩控制。所提方法通过Matlab仿真和DSP实验验证了其可行性和有效性。

无刷直流电机理想换相位置的理论及实验研究

无刷直流电机的设计与运行参数均会影响其理想换相位置,而换相的超前或者滞后均会引起控制效率的降低。为了分析电机参数对理想换相位置的影响,通过对称性边界条件建立了无刷直流电机的稳态电流数学模型。在稳态数学模型的基础上,根据理想换相位置与d轴电流的关系,进一步建立了通过最优化算法寻找理想换相位置的仿真系统。最后,通过实验电流波形与仿真电流波形的对比验证了仿真模型的准确性,并且对理想换相位置随电机内感、内阻、电气时间常数、转速和负载变化的规律进行了系统的研究。

基于DSP的永磁无刷直流电机弱磁控制系统

本文基于TI公司的TMS32 0F2 4 0系列DSP完成了永磁无刷直流电机基速以下恒转矩、基速以上恒功率运行的双模式调速系统的研制。首先从理论上提出永磁无刷直流电机弱磁控制的要求 ,继而介绍了TMS32 0F2 4 0硬件结构、无刷直流电机双模式控制系统框图以及软件流程 ,最后以一台永磁无刷直流电机为例 ,试验结果说明了该系统的实用性。

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统;该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速;以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,该系统结构简单,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动。

采用三维有限元设计高速爪极式永磁电机

设计并制造了一台以采用软磁复合材料的爪极式永磁电机,结构复杂,通过三维有限元分析,对该电机的磁通、磁链、电感、转矩和铁耗等参数的计算提出了解决方法,通过与样机实验结果相比较,证明了所用方法的正确性,得到的结论对软磁复合材料的应用及爪极式电机的设计与分析都具有一定参考价值。

C-dump变换器的发电运行特性研究

介绍了一种可用于无刷起动 /发电双功能系统的变换器拓扑—— C- dump变换器 ,分析了其发电运行的基本原理。 C- dump变换器发电运行时存在电机相电流利用率低、电感体积过大的问题。为克服上述缺点 ,提出了一种改进型 C- dump变换器拓扑。文中对采用这种改进型变换器的发电系统的最低工作转速限制和系统发电特性进行了详细的讨论 ,分析了发电系统的输出电压及效率与转速的关系。研究结果表明 ,采用改进型 C- dump变换器的发电系统具有很宽的工作转速范围和平坦的外特性 。

国外直线电机驱动新产品的发展

阐述了直线电机驱动系统的进化,涵盖了关于直线电机的种类、直线电机驱动系统的优点、成功的要点等内容,简述了日本及欧美直线电机驱动系统的新产品开发情况。

带负载力矩补偿观测器的直流调速系统

提出一种带负载力矩干扰补偿的直流调速系统.利用系统中可测量到的电枢电流和转速信号,通过线性网络获得系统中不可直接测量的负载力矩的等效信号,并使此信号参与系统的控制作用,从而克服负载力矩对电机转速的影响.仿真实验结果表明系统不仅具有良好的静、动态性能,而且具有较强的抗负载力矩干扰能力.

应用DSP控制无刷直流电动机

为满足对无刷直流电动机(BLDCM)控制要求,设计由数字信号处理器(DSP)组成的应用于无刷直流电动机的数字控制系统,以实现高性能实时测控。该文首先从无刷直流电动机的基本工作原理出发,以TI公司的TMS320LF2407芯片为核心,设计了无刷直流电动机控制系统;给出具体硬件设计方案及相关软件设计方案,实现了对无刷直流电动机的控制,适合中小型电动机控制系统,具有很高的应用价值和推广价值。

无刷直流电机无直轴电枢反应的非正弦转子磁场定向矢量控制技术

该文提出一种考虑非正弦磁场分布特征的无刷直流电机转子磁场定向矢量控制技术,此技术既在无需换相区检测的前提下抑制了转矩脉动,又解决了由于直轴电枢反应造成的助磁和去磁的问题。为此,首先,通过对比分析不同转子磁场分布下的转子磁链波形,得出在非正弦转子磁场分布下以转子位置角作为旋转角的等功率3s/2r变换不能实现转子磁场定向的结论;其次,通过改变等功率3s/2r变换矩阵中的旋转角,使得变换后转子磁链无q轴分量,从而建立非正弦转子磁场定向坐标系并得出该坐标系下的动态数学模型;最后,理论推导出无直轴电枢反应运行时给定参考转矩下所需的d、q轴电枢电流求解方程,并以此构建出无刷直流电机无直轴电枢反应的转子磁场定向矢量控制系统。所提控制技术通过相应的数字信号处理(DSP)驱动实验验证了其可行性和有效性。

基于dSPACE的永磁同步电机控制系统研究

传统的永磁同步电机(PMSM)控制系统开发方法,为研究一种合适的控制算法和设计一套可行的硬件控制系统,须对软硬件系统多次开发设计,这种开发方法既耗时又费力、成本也偏高。为此提出了一种基于dSPACE半实物仿真系统的PMSM控制系统快速开发方法。从系统控制原理、控制策略、系统硬件以及dSPACE软件设计等方面给出了较详细的论述,并研制出试验样机。仿真和实验结果表明,系统具有良好的动态和静态性能,同时也验证了dSPACE实时仿真平台在电机控制方面具有快速性和便利性。

电动机的速度控制

随着工农业生产和国防工业的发展,电动机的调速技术已成为专门的研究课题。文中介绍电动机调速的要求,并着重对直流电动机、交流电动机、步进电动机、开关磁阻电动机的调速电路作了分析,指出调速系统的数字化是发展方向。

无刷直流电机速度测量与显示系统设计

针对在传统测量无刷电机转速过程中,磁传感器易受电机绕组和转子的磁场干扰和编码器与很多型号电机安装不匹配导致测速没有通用性等问题,提出了一种集精确测量电机转速、上位机实时显示转速及数据存储的综合设计方案。该方案采用角速率传感器测量转速,将数字信号处理器作为微控制器控制模数转换并将传感器的输出值存储并处理,提高了整个系统的处理速度。经过试验验证,该系统能实时地显示电机的转速,有很好的稳定性和可操作性,对无刷直流电机中的速度环控制与调试有很重要的实际意义。

提高BLDCM驱动器调速精度及改善其可控性的方法研究

简要介绍了直流无刷电机调速系统的电路组成和工作原理、测速和测电压的设备连接方式和测量方法.利用原有试验测试平台的测试数据,通过MATLAB拟合分析,得到了电机的调速特性曲线的关系表达式.针对原测试平台的无刷直流电机存在输出转速调节精度较低的问题,提出了通过使用单片机、数据存储器和D/A转换器来改善电机驱动器的调速精度和调速可控的方法.研究表明,该方法能够提高原有电机输出转速的调节精度,能够实现无极调速和自动控制.

直流电动机向无换向器化发展的归宿不是同步电机而是广义的直流电动机

首先阐述直流电动机的自控变频运行机制,磁极d轴的检测是电枢电流相位自控的先决条件,磁极位置检测器件或方式的改革演变可视为直流电动机向无换向器化发展的标志。无换向器电动机是直流电动机向无换向器化发展的起步,继而开发正弦交流电机本体的自控变频电动机系统,包括矢量控制技术的应用。今后更可借助计算机控制技术来检测磁极d轴的位置和转速,实现电枢电流或电压的相位自控,推动直流电动机无换向器化进程的深入发展。然而,发展的归宿不是同步电动机而是广义的直流电动机。

他激直流电动机的参数辨识

本文在文献[3]的基础上,提出了直流电动机参数辨识的两种方法,提高了参数辨识的精度。文中给出了计算机模拟计算结果。

永磁电动机网格自动剖分

有限元法是一种可以用来求复杂工程问题近似解的数值方法,而求解域的网格自动剖分技术有明显的实用价值。本文根据网格自动剖分的一般原则,阐述了稀土永磁直流电动机矩形槽三角形单元的自动剖分方法及相应的几个功能子程序,并利用Auto CAD绘图软件包方便的实现了网格数据检查和图形显示。

电动车电驱动技术研究

指出了传统式电动车直流电驱动技术中的问题，提出了电动车电驱动技术的设计思路和技术方案。