共悬浮绕组式无轴承开关磁阻电机两相导通解析模型建立及分析

针对共悬浮绕组式无轴承开关磁阻电机(Sharing Suspension Winding Bearingless Switched Reluctance Motor,SSW-BSRM)在某些位置悬浮力不足的问题,建立了适用于SSW-BSRM的两相导通解析模型.首先,基于SSW-BSRM两相导通的等效磁路图建立电感矩阵,在此基础上,推导得到径向悬浮力与电磁转矩的解析表达式.其次,通过与有限元计算结果对比验证了所推导模型的正确性和优良特性.最后,对两相导通模式进行优化,减小了两相导通模式下所产生的负转矩对电机运行的影响.研究结果表明:在两相导通模式下,SSW-BSRM具有良好的悬浮特性,优化后的两相导通模式能减小负转矩对电机运行的影响.

两相导通型凸极式永磁无刷直流电机DTC中换相区间转矩跌落抑制策略

两相导通空间矢量调制型直接转矩控制SVM-DTC(space vector modulation-direct torque control)可以有效抑制永磁无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)非换相期间转矩脉动及换相期间的转矩增长现象,但却不能抑制换相期间的转矩跌落现象。为此,对凸极式BLDCM SVM-DTC方法中换相区间转矩脉动进行了分析,提出一种抑制高速区换相区间转矩跌落新方法。根据转矩跌落的大小,调节关断相功率管的占空比,以达到抑制非换流相电流跌落和抑制转矩脉动的目的。实验结果验证了所提转矩跌落抑制控制策略的有效性。

两相导通型永磁无刷直流电机低速瞬时转矩观测

针对无位置传感器两相导通型永磁无刷直流电机(BLDCM)低速情况下观测瞬时转矩问题,提出一种无位置传感器BLDCM两相导通模式下注入高频电流连续观测瞬时转矩新方法。基于两相导通模式下电机的高频信号模型,构建转子位置角观测器,得到转子位置角观测值;根据瞬时转矩与转子位置角、反电动势系数及定子电流之间的函数关系,连续观测出瞬时转矩。为了消除交轴电感变化对瞬时转矩观测的影响,基于高频信号模型进一步观测出交轴电感,并对瞬时转矩观测模型中电感值进行实时更新。实验结果表明,采用所提瞬时转矩观测器允许驱动系统无位置传感器方式运行于低转速,甚至零转速。

四相SRM驱动系统两相励磁功率因数校正研究

针对开关磁阻电机传统功率拓扑结构电源侧电流畸变严重,功率因数较低的问题,通过将电容后置,并且增加相应的开关管和二极管,提出一种功率拓扑结构,将其应用于两相励磁条件下的四相SRM进行功率因数校正。对该功率拓扑结构及其电容补偿方案进行了机理分析,基于Mat-lab/SIMULINK构建了四相开关磁阻电机驱动系统两相导通模式功率因数校正拓扑结构模型,对开关磁阻电机电压、电流、转矩等进行了全面仿真研究,验证了所提出方案的可行性及有效性。仿真结果表明,该拓扑结构不但可以改善系统的功率因数,并且减小了因电源波动引起的转矩脉动,优化了电机的起动性能,提高了效率。

开绕组BLDCM直接转矩控制电压矢量特性研究

基于直接转矩控制(DTC)的开绕组无刷直流电机(BLDCM)具有运行效率高、电压矢量多样、控制结构简单等优点,适用于工业领域。根据共直流母线开绕组BLDCM控制拓扑搭建了相应的数学模型,对该拓扑下电压矢量的特性进行理论分析及分类,并将电压幅值不为零的电压矢量分为大、中、小三类。分析结果表明:在相同的运行条件下,大矢量作用下转矩变化率最大,小矢量作用下转矩变化率最小,中矢量居于两者之间。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性。

基于直接电流控制的BLDCM换相转矩脉动抑制

无刷直流电机传统的脉宽调压控制方式存在较大的换相转矩抖动,限制了它在高精度伺服控制系统中的应用。该文详细分析了无刷直流电机非换相电流与输出转矩与之间的关系,并以该电流为控制对象,研究了一种直接电流控制方式,结合两相导通控制模式,实现对电流的直接控制,进而控制转矩抖动。利用MATLAB软件将该控制方法与脉宽调压控制方法作对比仿真分析,仿真及实验结果证明,该控制方法能有效解决相电流及转矩波动较大的问题,并具有更好的负载响应速度和稳态性能。

基于电流预测控制的BLDCM换相转矩脉动抑制方法

现有无刷直流电动机换相转矩脉动抑制方法普遍存在模型复杂、过分依赖于电机本体参数导致计算困难的问题。从两相导通无刷直流电动机换相转矩脉动产生的根源出发,提出一种基于电流预测控制的无刷直流电动机直接转矩控制系统换相转矩脉动抑制方法。换相期间采用关断相和导通相脉宽调制控制策略抑制低速、高速范围的换相转矩脉动,换相计算需要的期望转矩由转矩控制环输出,通过转矩电流关系得出非换相相预测电流值。相比传统方法,该方法在电流预测过程中不需要经过复杂的公式变换,不依赖于难以测量的电感等电机本体参数,不需要进行估算,预测过程更为简单、高效,预测结果更为准确。仿真实验验证了该方法的有效性。