永磁无刷直流电机定子齿部辅助槽对转矩特性的影响分析

推导了齿槽转矩表达式并分析了电机槽极配合对齿槽转矩和转矩波动的影响。基于一款6槽8极的永磁无刷直流电机,研究定子齿顶开槽对齿槽转矩的抑制作用。有限元仿真分析表明,电机齿槽转矩和转矩特性与辅助槽数量和槽口尺寸有较大关系,当定子齿顶开2个辅助槽、槽深0.6 mm槽宽2.0 mm时,齿槽转矩下降了69.1%。样机实测数据验证了有限元分析的结果。

车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真研究

永磁无刷直流电动机的转矩与转速会对电机的控制精度造成影响,导致电机弱磁控制效果差。为了提升整体控制性能,提出车用永磁无刷直流电机弱磁控制仿真方法。分析车用永磁无刷直流电机弱磁转矩特性,获取电机电磁转矩关系。根据获取结果建立永磁无刷直流电机弱磁控制系统,利用该系统控制电机弱磁的电磁转矩与运行效率,以此实现整体控制。实验结果表明,通过对所提方法开展电机运行效率测试、电机运行稳定性测试,验证了上述方法的有效性。

稀土永磁无刷直流电机正/反转过渡过程分析

稀土永磁无刷直流电机正/反转的实现不同于其它电机。为了缩短正/反转过渡过程时间,减小过渡过程中能量损耗,提高效率,本文针对电动舵机系统的方波永磁无刷直流电机正/反转的实现方法进行祥细分析,并根据电机的基本公式,解得正/反转过渡过程的转矩、转速动态方程,然后利用Matlab进行仿真,通过实验验证了分析的正确性与实用性。

永磁无刷直流电机中的离散自适应控制技术分析

阐述基于参数估计的离散自适应控制算法的设计。该设计推导BLDCM的离散数学模型,对系统参数进行在线估计,设计离散自适应控制器,通过仿真实验对离散PI控制和离散自适应控制算法进行验证。实验结果表明,在期望转速突变、参数时变情况下,离散自适应控制算法具有较好的鲁棒性,系统超调量、稳态误差和调节时间都有较好改善。

基于改变转子结构的稀土永磁无刷直流电机的定位转矩削弱方法研究

用传统的定子斜槽法来削弱稀土永磁无刷直流电机的定位转矩存在较明显的问题.本文对这些问题进行了定性的分析,并在此基础上提出从转子入手,通过改变转子的结构来削弱电机的定位转矩,并对使用转子永磁体分段错位法来削弱定位转矩的有效性进行了证明.

永磁无刷直流电机直接转矩控制

永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。但是,永磁无刷直流电机存在较大的转矩波动,这就限制了它在高精度系统中的应用。直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真及实验结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。

永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法

该文利用许-可变换,构造了考虑齿槽效应的等效气隙磁导函数,结合偏微分方程的解析算法,计算出等效气隙内任意半径上的气隙磁通密度分布,由此提出了一种永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法,其计算结果与有限元计算结果对比,转矩波形基本吻合,证明此方法是正确的、可靠的;同时该方法可应用于磁极分段移位、齿面加辅助凹槽、移动相邻磁极等结构的磁阻转矩的计算,为永磁无刷直流电机设计和优化提供了基本分析手段。

永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下,建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型,求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对永磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上,结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构,构造出电机绕组的场路耦合模型,由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下,计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场,进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩,以便定量分析永磁无刷电机的电磁转矩波动和绕组换相引起的转矩波动,为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。

微型永磁无刷直流电机的设计与优化

对一款航空用微型永磁无刷直流电机进行了设计,永磁体选用钐钴进行Halbach阵列充磁,并对电机的部分参数进行了优化,与原方案相比,优化了电机的输出转矩。制作了一款实物样机,通过对样机的测试,验证了优化的可行性。

永磁无刷直流电机转矩波动的自抗扰控制

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良且算法简单。在分析永磁无刷直流电机转矩波动研究现状的基础上,根据其自身特点以及自抗扰控制器的设计原则,提出了基于自抗扰控制器的永磁无刷直流电机转矩波动抑制方法。将电机等效为由2个非线性系统构成的串联对象,设计了2个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制,即外环控制转速并给出内环转矩参照值,内环控制转矩以抑制转矩波动,其实质是改善馈电电流波形。内环转矩子系统采用3个相同的扩张状态观测器(ESO)对三相转矩分别进行观测,进而得到电磁转矩估计值及转矩子系统的实时作用值,据此构造以逆变器直流侧电压为控制输入的转矩子系统一阶自抗扰控制器。实验结果表明,该控制方案不仅能够明显抑制电机运行中的转矩波动,而且电机具有良好的动态响应性能,控制系统具有较强的适应性和鲁棒性。

基于参数估计模型的对转永磁无刷直流电机实时故障诊断方法

无刷直流电机可靠性高,但在过载、过热等条件下,会造成电机性能降低;在电动力船舶推进系统中,由于速度闭环负反馈作用,这些故障常常无法及时发现,因此在电机运行过程中及时发现故障具有十分重要的应用价值。论文把参数估计技术应用于对转无刷直流电机故障实时诊断,建立了对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的实时辨识模型,通过测量电机电压、电流和电机转速,得到电机的绕组电阻、反电势系数和转动惯量参数以及螺旋桨负载的力矩系数,通过观察参数的实时变化,监控电机的工作状态。这种以微分方程为基础的最小二乘方法不影响电机正常工作。仿真结果表明该方法可以完成对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的故障诊断。

一种复合转子永磁天刷直流电机恒功率弱磁的研究方法

由永磁段和磁阻段构成的复合转子是永磁同步电机实现弱磁的有效结构,也可用于永磁无刷直流电机(BLDCM)中。为求解复合转子结构BLDCM的复杂磁场,分析转子加入磁阻段对弱磁性能的影响,需要引人一种有 效的弱磁控制模型。该文通过建立场路结合的状态空间模型将磁场与通电模式相结合,准确模拟了最小分析区间中转子每个位置磁状态;以磁链空间位置函数的差分替代磁链对位置的偏微分,采用准静态场有限元分析解决BLDCM运行中磁场随空间位置变化的复杂性以及高速时无功电流增加带来磁路饱和的非线性,为准确预测复合转子BLDCM的弱磁性能提供了有效的处理手法。样机试验与仿真结果的吻合表明了这种方法的准确性。

凸极式永磁无刷直流电机无位置传感型瞬时转矩观测

电磁转矩的准确观测是实现永磁无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)直接转矩控制(direct torquecontrol,DTC)的关键。另外,有些BLDCM还具有一定的凸极现象,增加了电磁转矩观测的难度。为此,该文针对凸极式BLDCM-DTC驱动提出一种无位置传感器型电磁转矩观测器。该观测器利用BLDCM定子电流状态方程构建一个转子反电动势自适应的定子电流观测器,利用自适应机制推导出转子反电动势辨识值;根据辨识的转子反电动势,采用锁相环输出平稳的转子位置角观测值;基于该观测角,计算出电磁转矩,实现凸极式BLDCM-DTC系统平稳运行。实验结果表明,所提观测器观测的电磁转矩与实际值非常接近;无位置传感器DTC系统动态响应迅速,稳态运行平稳,最低运行转速可达33 r/min。

Halbach永磁阵列无刷直流电机转矩的解析计算和分析

Halbach永磁阵列具有灵活配置电机气隙磁通密度、磁屏蔽的特点,将其用于无刷直流电机以增加电磁转矩、降低齿槽转矩。在保角变换求解电磁场基础上,给出无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的解析计算模型,通过有限元仿真对该模型的准确性进行证明;使用该模型分析每极两块(1P2p)、每极三块(1P3p)Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角对无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩的影响,对比分析径向充磁、平行充磁和Halbach永磁阵列的无刷直流电机电磁转矩与齿槽转矩随永磁体厚度的变化规律。分析结果表明,合理配置无刷直流电机Halbach永磁阵列中主磁钢弧角和辅磁钢充磁方向角可提高电磁转矩、降低齿槽转矩,当永磁体厚度增加时,Halbach永磁阵列更有利于电磁转矩增加。

对转永磁无刷直流电机建模与仿真

通过对三相绕组星型连接全控桥式电路的分析,介绍了对转永磁无刷直流电机的工作原理;据永磁无刷直流电机的内部数学模型建立了对转永磁无刷直流电机的数学模型,且在Matlab/Simulink对对转电机本体模块、换相模块和逆变器模块等系统进行了建模和仿真,结果表明理论分析和实验结果完全符合。

永磁无刷直流电机的转矩计算及结构参数对转矩的影响

电磁转矩的准确计算对于电机及其控制系统的设计具有重要意义。本文以 ＡＮＳＹＳ软件为工具，分析了永磁无刷直流电机不同定转子结构对于转矩的影响，论述了消除转矩脉动和提高电机出力的策略。

双余度稀土永磁无刷直流电机驱动控制系统

介绍了一种基于DSP(TMS320LF2407A)的数字式双余度稀土永磁无刷直流电机驱动控制系统,简述了实现该控制系统的硬件设计方案及控制策略。实验结果表明,该系统具有良好的控制性能及动态特性。

电流型稀土永磁无刷直流电动机控制系统的设计

介绍了稀土永磁无刷方波直流电机调速系统的结构 ,讨论了三闭环控制原理及其实现方法 ,分析了电流型控制IC闭环控制原理及实现方法 ,给出了控制部分的电路原理和实验结果。

高分辨的永磁无刷直流电机转子零初始位置检测方法

通过对无刷直流电机(BLDCM)的电磁场有限元分析,求出了由于饱和效应定子绕组相对于转子不同位置的电感变化曲线。据此分析并找出了给定子绕组施加不同的电压矢量时无刷直流电机功率驱动器直流母线电流响应的规律,提出了高分辨转子零初始位置的判断规则和实施步骤,转子定位误差小于±7.5°电角度。本方法也适用于无刷直流电机低速运行时的转子位置判断,从而实现BLDCM无振荡起动和低速可靠运行。样机试验验证了这一方法的可行性。

非理想梯形波反电势永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro,MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor,PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。