一种用于单相直流电机驱动的软开关比较器

提出了一种用于单相无刷直流电机驱动芯片的软开关比较器电路,利用该电路实现了软开关换相区域的有效控制。该软开关比较器电路实现方式简单,只需一个比较器就能实现通常需要两个迟滞比较器方能实现的软开关控制功能。该软开关比较器电路已通过UMC 0.6μm 5V/12V/30V2P2MBCD工艺流片验证。芯片样品测试结果表明,该软开关比较器电路能够简洁且有效地控制单相无刷直流电机的软开关换相区域。

单相直流电机的MCU控制电路设计

本文首先分析了单相直流电机控制的特点,并就电压控制法给出了控制系统的结构图及MCU实现电路。

渐变气隙结构下单相无刷直流电机齿槽转矩解析建模

齿槽转矩的准确计算是解决单相无刷直流电机起动死点问题的基础。针对单相无刷直流电机有限元建模繁琐耗时的问题,建立渐变气隙结构下单相无刷直流电机齿槽转矩的解析模型。首先推导渐变气隙结构下气隙磁密的解析表达式,并利用能量法推导齿槽转矩的解析表达式,对其中的气隙磁密和有效气隙长度函数进行简化和傅里叶分解,最终得到齿槽转矩的解析模型。结合自适应复化梯形算法对该解析模型进行计算,避免传统模型中变量物理意义模糊,造成普适性差、预测精度低的问题。将渐变气隙结构下齿槽转矩的解析结果与有限元结果对比,并重点分析过零点偏移角度和峰值,验证所建立的齿槽转矩解析模型的正确性。该解析模型能够利用计算机编程实现快速准确地求解,且模型中各变量均与电机结构相关、物理意义清晰,便于设计人员优化齿槽转矩时寻找各变量之间的规律。

基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略

以单相无刷直流电机(SPBLDC)控制系统为研究对象,针对小型风机位置传感器安装受限等问题,提出基于单相无刷直流电机的高效全速域无位置控制策略,该策略通过单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合的控制方法实现。通过构建SPBLDC的小信号模型,根据小信号根轨迹分析法,分别对单相I/f电流幅值控制以及单相I/f电流幅值与功率因数补偿相结合控制方法下系统全速域稳态及动态调速过程进行稳定性分析,选取了合适的升速斜率,理论分析了该控制策略能够提高电机运行效率,同时保证系统全速域均具备良好的稳定性能。在Matlab/Simulink环境中仿真验证该控制策略下系统全速域均高效运行于最大转矩/电流比状态,电机转速、电流收敛性能及稳定性均有提升。最后,实验验证了该控制策略的有效性及工程应用的可行性。

基于VisSim的单相无刷直流电动机的建模与仿真

基于单相无刷直流电机的数学模型,在VisSim中建立了独立的功能模块:单相BLDCM本体模块、电流滞环控制模块、速度控制模块、脉动转矩模块。将这些功能模块进行有机整合,搭建出单相BLDCM系统的整体仿真模型。仿真结果表明,此模型对实际单相无刷直流电机运行性能模拟效果良好,是研究单相无刷直流电机控制方法的一种有效的辅助手段。

单相永磁无刷直流电机的转矩分析及其波动的抑制

本文从单相永磁无刷直流电动机内部结构的选择以及电机外部驱动模式的选择两个方面可能对电动机转矩波动产生的影响进行了详细的定性分析,得出了将渐变气隙结构与有效转角电压PWM驱动模式相结合能够有效地抑制单相永磁无刷直流电动机的转矩波动这一重要结论.

单相无刷直流电机的设计分析与建模仿真

文中针对单相无刷直流电机结构设计及驱动方式展开研究,推导出电机理想工况下的基本方程,根据工程实际需求并结合无刷直流电机的设计原则确定该电机的设计方案。利用设计方案设计一台额定功率38 W,额定转速750 rpm的单相无刷直流电机,并分析了渐变气隙对电机起动性能和齿槽转矩的影响,确定了最优气隙长度。通过对比单极性绕组和双极性绕组形式的优缺点确定绕组形式,结合传统电机设计公式确定绕组匝数。文中利用有限元法初步验证了设计方案的合理性。根据电机动态数学模型在Simulink环境中搭建了电机系统的模型,仿真得到电机的转速、转矩变化曲线,结果与理论分析吻合良好,验证了电机设计方案的合理性和电机模型的有效性。

一种高速单相无刷直流电机的控制方法研究

针对传统单相无刷直流电机控制方法无法满足吸尘器应用对电机控制系统提出的性能要求的问题,提出了一种结合导通角调节、相角提前换相和关断后续流的复合控制方法。以一台350 W单相无刷直流电机为例,搭建了电机的二维有限元模型和控制系统的解析模型,采用场路耦合仿真对所提出的控制方法进行了验证。根据对仿真波形的分析,得出了电机性能关于不同开通角和关断角组合的变化规律,确定了最佳控制参数。并通过实验研究了所提出控制方法的可行性和有效性。实验结果表明,该控制方法能够使单相无刷直流电机控制系统实现转速分级可调、高转速和高效率等性能特点,满足吸尘器应用对电机性能的要求。仿真结果与实验数据基本吻合,证明所采用的场路耦合仿真方法具有实用意义。

基于MATLAB/SIMULINK的单相无刷直流电机的建模与仿真

提出一种在 MATLAB/SIMULINK 环境下建立单相无刷直流电机模型的方法,并用此模型对单相无刷直流电机的动稳态性能进行了仿真,结果表明此模型对实际单相无刷直流电机运行性能模拟效果很好,是研究单相无刷直流电机控制方法的一种有效的辅助手段。

单相无刷直流电机双向起动分析

针对单相无刷直流电机的不对称结构造成的电机双向起动能力不同的问题,结合齿槽转矩及电磁转矩的建模分析,提出了一种起动控制策略。建立了具有渐变气隙的单相无刷直流电机的模型,基于能量法推导出了齿槽转矩的表达式,采用偏微分的方法推导出了电磁转矩的表达式,通过有限元分析验证了表达式的准确性。从转矩做功、动能变化的角度对电机双向起动过程进行了理论分析,得出了电机双向起动能力的差异性及产生机理,提出了一种转子重定位的起动控制策略,在搭建的单相无刷直流电机实验平台上验证了理论的正确性及控制策略的有效性。齿槽转矩及电磁转矩的离散化模型适用于计算机快速求解,转子重定位的控制策略能够解决单相无刷直流电机无法反向起动的问题。

充磁方式对偏心状态下外转子永磁电机振动噪声影响分析

由于单相永磁无刷直流电机气隙不均匀的特点,加上不可避免的转子与转轴之间同心度加工制造的偏差,会给电机气隙磁密及径向电磁力带来丰富的谐波含量。针对冰箱风机外转子单相永磁无刷直流电机存在的11~20倍机械频噪声问题,首先对未偏心与偏心状态下永磁电机径向电磁力进行解析推导,并指出偏心下径向电磁力波阶次及倍频的变化。其次分析渐变气隙对电机气隙磁密的影响、表磁曲线对气隙磁密、反电势谐波含量以及动偏心状态下径向电磁力的影响。仿真结果表明合理调整充磁方式、削弱表磁曲线磁极两端尖峰值可有效降低11~20倍机械频径向电磁力。最后通过实验验证平顶波表磁方案可明显改善噪声问题,整机噪声峰值降低35%,研究结果为外转子永磁电机稳健设计提供借鉴意义。