基于母线电流重构的空心杯BLDCM无位置传感器换相误差闭环补偿方法

为精确补偿无刷直流电机无位置传感器的换相误差,分析了换相误差与重构母线电流积分的相关性,设计了母线电流重构及滤波电路,得到了双重构母线电流在每个换相周期的积分值,并以电流积分差值作为换相误差表征量建立了闭环补偿控制系统,利用控制器输出量补偿换相误差,实现了换相信号相位的高精度闭环校正。相比传统方法,所提出的硬件电路可精确构建母线电流积分,准确表征电机换相误差,提高无刷直流电机的运行效率。最后通过搭建磁悬浮飞轮系统验证了所提方法的有效性。

基于BLDC的气象温度传感器设计与实验研究

针对自然通风温度传感器受太阳辐射影响后测量精度较差,而强制通风温度传感器功耗大、能耗浪费严重等问题,设计了一种基于无刷直流电机(BLDC),将自然通风与强制通风相结合的新型温度传感器。首先利用计算流体动力学(CFD)方法量化传感器在不同环境变量及电机转速下的辐射误差,并基于此制定电机转速的控制策略。其次利用粒子群优化的神经网络算法对仿真数据进行训练学习,并拟合成辐射误差修正方程。最后搭建户外测试平台验证新型温度传感器的测温精度以及修正方程的修正效果。实验结果表明,新型温度传感器具有较高的温度测量精度,其修正值与基准值的差值的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.035℃和0.043℃。

基于模糊控制的BLDC在汽车座椅控制系统中的应用

针对用于汽车电动座椅的无刷直流电机对控制系统动态性能和噪音的要求,文中设计了以S12ZVML128为核心的硬软件控制系统。硬件上添加RC低通滤波电路以提高霍尔传感器采集转子位置信息时的抗干扰能力。软件上根据直流无刷电机控制系统的非线性特点,针对速度环提出以trimf作为隶属度函数的模糊PI控制策略。通过Simulink仿真和实验表明:该控制系统具有较好的动态性能,转速误差率可以控制在0.3%以内。在转速3000 r/min、负载75 kg的工况下,噪音可降低9.5%。

开绕组BLDCM功率器件故障容错控制技术研究

开绕组无刷直流电机(BLDCM)的每相绕组连接一个H桥逆变器,其相电压和相电流可以单独控制,具有一定容错能力。介绍开绕组BLDCM的数学方程,建立了MATLAB仿真模型。分析开绕组BLDCM在功率器件故障下的运行特性,讨论补偿和重构两种容错控制方法的特点。最后,加工开绕组BLDCM和对应的控制器,并搭建试验平台,验证了开绕组BLDCM正常运行和补偿容错运行下的运行特性。

超高速BLDC高频脉幅调制控制

针对超高速无刷直流电机(BLDC)在高速状态下换相控制精度问题,此处采用新的换相延时方法来优化传统基于反电动势过零点检测的位置估计算法,从而提高位置检测精度,使超高速电机具有更好的动态响应效果,并提出了一种基于改进滑模控制的脉幅调制(PAM)控制系统,对速度控制器进行重新设计。系统整体采用PAM系统实现控制器的高频输出,使BLDC转速平稳,转矩脉动减少。搭建了实验装置,实验结果验证了整个系统的性能。

基于自抗扰控制的圆纬机恒张力输纱控制系统设计

针对当前圆纬机积极式送纱方式中存在的纱线张力及输送速度不可任意调节、纱线张力波动大等问题,提出了一种可为圆纬机输送恒定张力纱线的输纱控制系统。构建了以无刷直流电动机速度环为内环、以纱线张力为外环的纱线恒张力双闭环反馈控制系统,通过自抗扰控制技术获取纱线实时动态指标,并对无刷直流电动机目标转速进行调整,最后通过磁场定向控制技术驱动无刷直流电动机。详细阐述了纱线张力的形成机制、纱线恒张力输送控制方案、系统硬件设计及控制算法。输纱测试表明,该控制系统可实现多种类型纱线的恒定张力输送。其中,棉纱张力波动标准差为1.5 cN(300 m/min测试条件),氨纶包芯纱的张力波动标准差为0.33 cN(240 m/min测试条件)。输纱速度的调节范围为0~600 m/min,纱线张力的控制范围为2.0~50.0 cN。

基于MATLAB下的BLDCM调速系统仿真研究

从大功率无刷直流电动机(BLDCM)调速系统的数学模型出发,利用MATLAB/SIMULINK仿真平台建立系统的仿真模型,对系统模型进行仿真和分析,给出仿真结果,并通过实际系统实验验证模型的正确性,为车辆电传动系统的研究提供了一条科学、简洁的道路。

三相高频环节逆变器带BLDCM负载原理研究

高频链逆变技术具有功率密度大、可靠性高和电气隔离等特点,新能源电动汽车技术的发展也拓展了其应用领域。研究了一种用于电动汽车的含有高频环节的带无刷直流电机(BLDCM)驱动器,即逆变型高频链周波变换驱动器。针对周波变换器的双向开关特征,运用解耦思想,提出了一种适用于BLDCM负载的新型调制策略,详细分析了高频链逆变器在变压器前级逆变环节高频开关工作周期内的工作模态。系统仿真和实验结果证明了高频链周波变换器带BLDCM的可行性。

抑制BLDCM换相转矩脉动的超前换相控制策略

为了抑制无刷直流电机的换相转矩脉动,该论文从引起换相转矩脉动的主要原因——电流滞后入手,提出了一种新颖的超前换相的电机控制策略。该策略是通过让电机提前一段时间进入换相状态并且在换相过程对三相电压同时进行PWM调制来实现的。根据所提出的换相策略详细分析了换相过程中的不同阶段的电流流向,理论上推导了电机提前换相时间的解析式。通过实验给出了在不同转速和负载下运用所提方法进行换相的电流波形,将其与传统的换相方法比较,分析两者电流在换相期间的波动值。实验结果表明传统换相方法的电流波动值远远高于该论文提出的方法的电流波动值,验证了这种方法在抑制换相转矩脉动上的有效性。

间接磁链控制BLDCM直接转矩控制系统

针对传统无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制系统在磁链控制方面效果不佳、无弱磁功能、需磁链观测器的缺点,提出了间接磁链控制法,使磁链控制效果显著、无需磁链观测器、具有弱磁功能,并在此基础上深入分析了系统在弱磁运行阶段应满足的限制条件,确保了系统的可靠性。同时,在电磁转矩方面,通过数学分析推导出一种更简单的转矩计算方法,使整个系统结构大为简化。仿真和实验验证了方法的可行性和有效性。

基于DSP的大功率BLDCM无位置传感器控制

提出了一种以国产GD32F190C8型数字信号处理器(DSP)为主控芯片,使用精密的采样电阻采集端电压、使用电流传感器采集相电流及直流母线电流,利用反电动势(EMF)法实现无刷直流电机(BLDCM)的无位置传感器双闭环控制方案。利用电感检测法定位转子初始位置、开环加速然后切换到自控运行。最后,经过实际检验表明,该系统稳定可靠,具有良好的低速和高速性能。

基于双DSP的四路BLDCM位置伺服控制器设计

介绍了采用双DSP实现四路独立永磁无刷直流电机(BLDCM)的位置伺服控制,它结合了系统和负载的特点,并采用了数字滤波、非线性PID,以及改进双极型PWM控制方案等措施。非线性PID是根据位置给定信号和反馈信号,对位置环的PID参数进行分段处理;改进的双极型PWM控制策略是对传统双极型PWM进行修改,解决了系统灵敏度较低等问题。系统的控制器通过专用通信芯片从上位机得到位置给定信号并反馈实际位置信号,实现了控制器与外部数据传输的数字化。最后通过实验结果验证了该设计方案的合理性和有效性。

自适应小波神经网络的BLDCM转子位置检测

在分析反电动势过零检测原理的基础上,推导出线反电动势过零点与电机换相点及线电压与线反电动势间的关系,从而在线电压与转子位置间建立了联系。但由于无刷直流电机(BLDCM)是一个复杂的非线性系统,并且电机的一些参数在运行过程中也是变化的,因此直接通过线电压获得准确的转子位置比较困难。为此提出利用自适应小波神经网络将3个线电压作为输入信号来辨识电机转子位置的方法,并采用差分进化(DE)算法优化小波神经网络结构,从而提高了转子位置辨识的精度和收敛速度。最后通过仿真和实验证明所提出的方法辨识转子位置精度很高,且具有很强的自适应能力,可准确获得BLDCM换相信号。

BLDCM高频链驱动器的三三换相信号构造及运行

为克服传统非隔离型三相逆变器驱动无刷直流电机(BLDCM)三三导通运行时潜在的桥臂直通短路问题,研究了高频链矩阵式逆变器驱动BLDCM三三导通控制,采用基于方波的解结耦调制实现了矩阵变换器的安全换流。针对三三导通换相信号与霍尔位置信号跳变沿不重合,不能直接通过霍尔位置信号提供换相信号的问题,提出了通过对霍尔位置信号六倍频获得三三导通换相信号的构造方法。分析了高频链矩阵式逆变器在一个扇区内的工作模态,阐述了新型换相信号构造原理,在Matlab/Simulink仿真的基础上进行了实验验证。

基于软件滤波的BLDCM转子位置检测

位置传感器是永磁无刷直流电机(BLDCM)的关键部件,其作用是检测转子位置提供换相信号。转子位置检测电路确定的换相时刻直接影响电机运行。分析常见转子位置检测电路,针对滤波电容延时和开关管开、关干扰等,提出去掉滤波电容、采用软件滤波实现转子位置检测。实验结果表明该方法可满足电机运行要求,具有可行性。

基于二型模糊变积分PID控制的BLDCM控制研究

无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDCM)是一种非线性的系统,传统比例积分(proportional-integral,PI)控制存在响应速度慢、动态性能差等问题。针对无刷直流电机运行过程的精准控制存在系统不确定性问题,通过将时变论域、变积分逻辑、区间二型模糊集合综合判断与模糊比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制规则相结合,提出了一种新型的二型模糊变积分PID控制器,解决了传统PI控制与一型模糊控制的转速跟踪不足、容易偏离目标转速等问题。仿真结果表明,将二型模糊变积分PID控制算法应用在双闭环调速系统中,获得了更快的转速响应速度、更强的鲁棒性以及更小的超调量,所提方法为无刷直流电机系统提供了新的控制思路。

全数字BLDCM调速系统中基于SPI技术的变量观测器

文章介绍了利用SPI技术设计并实现了全数字BLDCM调速系统中的变量观测器 。

基于BLDC技术自吸泵节能电动机的研制与应用

针对加油站自吸泵交流异步电动机仅存在启动和关停两种状态,无法实现变频控制,故障率高、调速范围小、效率较低等问题,研发了自吸泵永磁无刷直流电动机。现场应用表明:永磁无刷直流电动机可以实现操作人员提枪时电动机低速运转,正常加油作业时高速运转,启动转矩、运行效率、泵体温升、使用寿命等性能特性均优于传统交流异步电动机。在加油站同等操作条件下,永磁无刷直流电动机与传统交流异步电动机相比节约电能大于30%。

驱动超大惯量负载的BLDCM控制系统仿真研究

在直流电机转动惯量的研究中,当负载的转动惯量是电动机的转动惯量2个以上数量级时,永磁无刷直流电动机(BLDCM)在启动以及加、减速时,会产生很大的惯性转矩,调速系统的性能将变差。为了系统的稳定性和保证运转速度,分析研究了BLDCM的数学模型和超大惯量负载的特性,提出了模糊PID控制方法。在Matlab/Simulink中建立了控制系统的仿真模型,进行了仿真实验,仿真结果可以表明,采用模糊PID控制方法系统在调速过程中,超调较小,响应速度快,稳态时无误差。证明模糊PID控制方法适用于BLDCM驱动的大惯量负载调速系统。

基于最小铜损的BLDCM矢量控制

为了降低无刷直流电机(BLDCM)驱动系统的转矩脉动,提高运行效率,提出了基于最小铜损的BLDCM矢量控制方案.该方案实现思路是基于最小铜损设计电流指令发生器,发生器根据速度外环输出的参考转矩获得BLDCM定子电流给定值.定子电流给定值与实际定子电流比较后,经过电流内环PI调节器生成逆变器参考电压,其控制逆变器进行空间矢量脉宽调制(SVPWM)并输出驱动BLDCM的相电压,实现BLDCM的矢量控制.为了验证基于最小铜损BLDCM矢量控制方案的可行性和有效性,建立了该系统的Simulink仿真模型,仿真结果证实了BLDCM矢量控制在降低转矩脉动的同时兼具良好的动态和静态性能.